1,4-Phenylenbisboronsäureist eine Organoborverbindung, die häufig als Ligand, Katalysator und Zwischenprodukt in der organischen Synthese verwendet wird. Im Folgenden sind einige gängige Synthesemethoden aufgeführt:
1. Reaktionssynthese von Brenzkatechin und Borsäure:
Brenzkatechin und Borsäure erzeugen durch Substitutionsreaktion unter alkalischen Bedingungen 1,4-Phenylenbisboronsäure. Die Reaktion wird üblicherweise bei einem Molverhältnis der Reaktanten von 2:3 und unter Verwendung basischer Bedingungen wie Natriumhydroxid, Natriumcarbonat oder Triethylamin durchgeführt. Die Teilreaktionsgleichung lautet wie folgt:
2C6H4(OH)2plus 3H3BO3plus 6NaOH → C6H4(OH)2B(OH)2C6H4plus 6Na2BO3plus 9 Stunden2O
1,4-Phenylenbisboronsäure ist ein organisches Molekül mit zwei Boronsäuregruppen, das zur Synthese organischer Moleküle mit Benzolringen verwendet werden kann. Normalerweise kann 1,4-Phenylenbisboronsäure durch Reaktion von Brenzkatechin und Borsäure synthetisiert werden.
Reaktionsschritte:
1.1. Mischen und rühren Sie zunächst Borsäure-Tetrahydrobordioxid (B2O3•H2O) und Brenzkatechin und fügen Sie eine entsprechende Menge Natriumcarbonat (Na) hinzu2CO3) um den pH-Wert der Reaktion einzustellen;
1.2. Fügen Sie der Mischung Palladiumchlorid (PdCl) hinzu2) und einen wasserlöslichen Phosphinliganden. Der am häufigsten verwendete Phosphinligand ist Triphenylphosphin (PPh3) oder Tri(p-toluolsulfonyl)phosphin (PTSA). Nach Zugabe dieser Katalysatoren zur Mischung kann die Kondensationsreaktion von Brenzkatechin und Borsäure gefördert und die Aktivierungsenergie der Reaktion verringert werden;
1.3. Die Reaktionsmischung muss bei einer geeigneten Temperatur durchgeführt werden, normalerweise zwischen 60 und 80 Grad, und die Reaktionszeit beträgt 4 bis 12 Stunden. Der Reaktionsprozess wird manchmal unter einer inerten Atmosphäre durchgeführt;
1.4. Nach der Reaktion wird das Reaktionsprodukt mit verdünnter Säure behandelt, um 1,4-Phenylenbisboronsäure auszufällen. Das Reaktionsprodukt muss außerdem filtriert und getrocknet werden, um ein kristallisiertes Produkt zu erhalten;
Zusammenfassend umfasst die Reaktion von Brenzcatechin und Borsäure zur Synthese von 1,4-Phenylenbisboronsäure die Zugabe von Brenzcatechin und Borsäure zur Katalysatormischung, die Einstellung des pH-Werts und die Durchführung einer Kondensationsreaktion bei einer geeigneten Temperatur nach der Reaktion Nach Abschluss wird verdünnte Säure zur Aufarbeitung, Filtration und Trocknung verwendet, um das kristalline Produkt zu erhalten.
2. Reaktionssynthese von Arylazobenzol und Boronsäure:
Arylazobenzol reagiert mit Natriumnitrit, um eine Aryldiazoniumverbindung zu erzeugen, und reagiert weiter mit Borsäure unter alkalischen Bedingungen, um 1,4-Phenylenbisboronsäure zu erhalten. Das Verfahren verwendet ein alkalisches Medium wie Natriumcarbonat, Natriumhydroxid oder Triethylamin und wird normalerweise durchgeführt, wenn das Molverhältnis der Reaktanten 1:2 beträgt. Die Teilreaktionsgleichung lautet wie folgt:
C6H4(N2)2plus 2H3BO3plus 2NaOH → C6H4(N2)B(OH)2C6H4plus 2 NaNO2plus 2H2O
Die Syntheseschritte sind wie folgt:
Schritt 1: Synthese von Phenylazobenzol:
Phenylazobenzol kann durch Azokupplungsreaktion hergestellt werden. Zunächst wird nitrosiertes Anilin hergestellt, indem Anilin in HCl-Säure gelöst und mit Natriumnitrit umgesetzt wird. Anschließend wird das nitrosierte Anilin in ein Azobenzol-Zwischenprodukt umgewandelt und durch eine Reduktionsreaktion das Phenylazobenzol-Produkt erhalten.
Schritt 2: Reaktion von Borsäure und Phenylazobenzol:
Borsäure und Phenylazobenzol in das Reaktionsgefäß geben, mischen und langsam auf etwa 80 Grad erhitzen und weiter erhitzen, bis die Reaktion abgeschlossen ist, nachdem die Reaktanten vollständig reagiert haben. Nach Abschluss der Reaktion wird durch Abkühlen und Filtrieren 1,4-Phenylenbisboronsäure erhalten. Der Hauptmechanismus der Reaktion besteht darin, dass Borsäure mit Phenylazobenzol unter Bildung eines Zwischenprodukts reagiert und das Zwischenprodukt dann einem Transfer und einer Eliminierung unterliegt, um 1,4-Phenylenbisboronsäure zu erzeugen.
Der Vorteil dieser Reaktion besteht darin, dass die Reaktionsbedingungen mild sind, sie für die Synthese im großen Maßstab geeignet ist und zur Synthese anderer Organoborverbindungen verwendet werden kann.
3. Reaktionssynthese von Benzaldehyd und Borsäure:
Benzaldehyd und Boronsäure erzeugen über den Längenschritt der Methoxylierung unter basischen Bedingungen 1,4-Phenylenbisboronsäure. Die Reaktion verwendet ein basisches Medium wie Natriumcarbonat, Natriumhydroxid oder Triethylamin und wird normalerweise durchgeführt, wenn das Molverhältnis der Reaktanten 1:2 beträgt. Die Teilreaktionsgleichung lautet wie folgt:
C6H5CHO plus 2H3BO3 plus 2NaOH → C6H4(BOMe)2C6H4 plus 2NaHCO3 plus 3H2O
C6H4(BOMe)2C6H4 plus HCl → C6H4(OH)2B(OH)2C6H4 plus 2MeOH
Experimentelle Schritte:
Schritt 1: Synthese des Benzaldehyd- und wasserfreien Dimethylsulfinamid-Komplexes:
Elektrostatisch getrocknetes wasserfreies Dimethylsulfinamid (5,97 g) wurde zu Benzaldehyd (5,0 g) gegeben und der Katalysator Natriumhydroxid (0,73 g) wurde zugegeben. Die Reaktion wurde mit Stickstoff vorangetrieben und zum Sieden erhitzt. Nach 25-minütiger Reaktion wurde es filtriert und das Filtrat mit absolutem Ethanol gewaschen und dann getrocknet, um einen Komplex aus Benzaldehyd und wasserfreiem Dimethylsulfinamid zu erhalten.
Schritt 2: die Kondensationsreaktion zwischen synthetischem Benzaldehyd und Borsäure:
Benzaldehyd und Borsäure wurden in einem Molverhältnis von 1:1 zu Methylenchlorid gegeben, das eine kleine Menge Natriumhydroxid enthielt. Nach dem Rühren und Mischen mit einem Glasstab in einem Wasserbad mit konstanter Temperatur auf 80 Grad erhitzen, um 6 Stunden lang reagieren zu lassen. Nach der Reaktion mit Wasser waschen und dann die Lösung mit einem Rotationsverdampfer aufkonzentrieren. Gleichzeitig wurde Chloroform (50 ml) zugegeben, um die Lösung aufzulösen, und gesättigte Natriumchloridlösung wurde zugegeben, und das Chloroform wurde mit einem Rotationsverdampfer entfernt. Auf diese Weise erhalten wir die 1,4-Phenylenbisboronsäure, die wir benötigen.
Schritt 3: Abtrennung des Chloroformextrakts:
Das Produkt wurde mit Chloroform aus der Reaktionslösung extrahiert, dann filtriert und durch Wasser geleitet, und das Filtrat wurde mit Isopentan extrahiert. Die beiden Extrakte wurden vereinigt und in einem Rotationsverdampfer eingedampft, um ein festes Produkt zu erhalten.
Schritt 4: Reinigung und Charakterisierung des Produkts:
Der resultierende ausgefallene Feststoff wurde mit Methanol gewaschen, in Wasser eingeweicht, bis der pH-Wert 6-7 erreichte, dann zentrifugiert und abgelassen. Schließlich wurde das reine Produkt 1,4-Phenylenbisboronsäure, durch Rotationsöldestillation erhalten. Durch die massenspektrometrische Analyse des Produkts mit einem UV-Vis-Spektrophotometer können dessen chemische Eigenschaften wie Molekulargewicht, Molekülstruktur usw. ermittelt werden.
abschließend:
Durch die oben genannten Schritte haben wir erfolgreich das Kondensationsprodukt von Benzaldehyd und Boronsäure synthetisiert, nämlich 1,4-Phenylenbisboronsäure. Diese Methode ist einfach und klar, leicht zu bedienen, die Wirkung ist gut und es kann ein sauberes und reines Produkt erhalten werden. Es hat eine gewisse Praktikabilität und Anwendungsaussichten.
4. Reaktionssynthese von o-Aminophenylboronsäure und Thioschwefelsäure:
Anthranilsäure und Thioschwefelsäure reagieren unter Kupferkatalyse zu 1,4-Phenylenbisboronsäure. Die Reaktion wird üblicherweise bei einem Molverhältnis der Reaktanten von 1:1 unter Verwendung von Benzol als Lösungsmittel durchgeführt. Die Teilreaktionsgleichung lautet wie folgt:
C6H4(NH2)B(OH)2C6H4 plus Cu plus 1/2 (S2O6)2- → C6H4(OH)2B(OH)2C6H4 plus CuSO4 plus 1/2(S2O6)2-
Die grundlegenden Schritte:
1. Synthese von o-Diborobenzoesäure:
Geben Sie Benzoesäure, Borsäure und Schwefelsäure in die Reaktionskammer, mischen und rühren Sie und erhitzen Sie, bis die Reaktion abgeschlossen ist. Die Reaktionsmischung wird abgekühlt und mit Wasser versetzt. Das Produkt wird naturbelassen und dann getrocknet, um o-Diboronsäure zu erhalten.
2. Einführung von Aminogruppen:
o-Diborbenzoesäure und Ammoniakwasser zusammen in die Reaktionsmischung geben, mischen, rühren und erhitzen, um o-Diborbenzoesäure mit Aminogruppen zu erhalten.
3. Reaktionsvorbereitung:
Mischen und rühren Sie o-Diborobenzwirinsäure-Zwitterionen mit Aminogruppen und Thioschwefelsäure, erhitzen Sie und reagieren Sie, um das Zielprodukt 1, 4-Phenylenbisboronsäure, o-Aminophenylboronsäure und Thioschwefelsäure, zu erhalten.
Das Obige ist die Grundidee und die Schritte der Reaktionssynthesemethode. Einzelheiten zu den spezifischen Versuchsbedingungen und Versuchstechniken können der einschlägigen Literatur entnommen werden.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass es viele Synthesemethoden für 1,4-Phenylenbisboronsäure gibt und je nach Bedarf eine geeignete Methode ausgewählt werden kann. Unter diesen verwenden die ersten drei Methoden Borsäure als Rohstoff, der einfach und leicht zu beschaffen ist, aber im Allgemeinen längere Reaktionszeiten und -bedingungen erfordert. Die vierte Methode erfordert einen Kupferkatalysator und nutzt Thioschwefelsäure als wichtigen Rohstoff, die Reaktion ist jedoch luftempfindlich und erfordert erfahrene experimentelle Fähigkeiten.