1,4-Fenilenbisboronik asitorganik sentezde sıklıkla ligand, katalizör ve ara madde olarak kullanılan bir organoboron bileşiğidir. Aşağıdakiler birkaç yaygın sentez yöntemidir:
1. Katekol ve borik asidin reaksiyon sentezi:
Katekol ve borik asit, alkali koşullar altında ikame reaksiyonu yoluyla 1,4-Fenilenbisboronik asit üretir. Reaksiyon genellikle reaktanların molar oranı 2:3 olduğunda ve sodyum hidroksit, sodyum karbonat veya trietilamin gibi bazik koşullar kullanılarak gerçekleştirilir. Kısmi reaksiyon denklemi aşağıdaki gibidir:
2C6H4(AH)2artı 3H3BÖ3artı 6NaOH → C6H4(AH)2B(OH)2C6H4artı 6Na2BÖ3artı 9H2O
1,4-Fenilenbisboronik asit, benzen halkaları içeren organik molekülleri sentezlemek için kullanılabilen iki boronik asit grubu içeren organik bir moleküldür. Genellikle 1,4-Fenilenbisboronik asit, katekol ve borik asidin reaksiyona sokulmasıyla sentezlenebilir.
Reaksiyon adımları:
1.1. Önce borik asit tetrahidroboron dioksiti (B) karıştırın ve karıştırın.2O3•H2O) ve katekol ve uygun miktarda sodyum karbonat (Na2CO3) reaksiyonun pH değerini ayarlamak için;
1.2. Karışıma paladyum klorür (PdCl2) ve suda çözünür bir fosfin ligandı. Yaygın olarak kullanılan fosfin ligandı trifenilfosfindir (PPh3) veya tri(p-toluensülfonil)fosfin (PTSA). Bu katalizörleri karışıma ekledikten sonra, katekol ve borik asidin yoğunlaşma reaksiyonu teşvik edilebilir ve reaksiyonun aktivasyon enerjisi azaltılabilir;
1.3. Reaksiyon karışımının uygun bir sıcaklıkta, genellikle 60 derece ile 80 derece arasında gerçekleştirilmesi gerekir ve reaksiyon süresi 4 saat ila 12 saattir. Reaksiyon işlemi bazen inert bir atmosfer altında gerçekleştirilir;
1.4. Reaksiyondan sonra reaksiyon ürünü, 1,4-Fenilenbisboronik asidi çökeltmek için seyreltik asitle işlenir. Kristalize bir ürün elde etmek için reaksiyon ürününün ayrıca filtrelenmesi ve kurutulması gerekir;
Sonuç olarak, katekol ve borik asidin 1,4-sentezlemek için oluşturduğu reaksiyon, katekol ve borik asidin katalizör karışımına eklenmesini, pH değerinin ayarlanmasını ve reaksiyon tamamlandıktan sonra uygun bir sıcaklıkta yoğuşma reaksiyonunun gerçekleştirilmesini içerir. tamamlanır, kristalli ürünü elde etmek için işleme, süzme ve kurutma için seyreltik asit kullanılır.
2. Aril azobenzen ve boronik asidin reaksiyon sentezi:
Aril azobenzen, aril diazonyum bileşiği oluşturmak için sodyum nitrit ile reaksiyona girer ve ayrıca alkalin koşullar altında borik asit ile reaksiyona girerek 1,4-Fenilenbisboronik asit elde eder. Yöntem, sodyum karbonat, sodyum hidroksit veya trietilamin gibi bir alkali ortam kullanır ve genellikle reaktanların molar oranı 1:2 olduğunda gerçekleştirilir. Kısmi reaksiyon denklemi aşağıdaki gibidir:
C6H4(N2)2artı 2H3BÖ3artı 2NaOH → C6H4(N2)B(OH)2C6H4artı 2NaNO2artı 2H2O
Sentez adımları aşağıdaki gibidir:
Adım 1: Fenilazobenzen Sentezi:
Fenilazobenzen, azo birleştirme reaksiyonu ile hazırlanabilir. İlk olarak nitroze anilin, anilinin HCl asidinde çözülmesi ve sodyum nitrit ile reaksiyona sokulmasıyla hazırlanır. Daha sonra nitrozlanmış anilin, bir azobenzen ara maddesine dönüştürülür ve bir indirgeme reaksiyonu yoluyla Fenilazobenzen ürünü elde edilir.
Adım 2: Borik asit ve Fenilazobenzen reaksiyonu:
Reaksiyon kabına borik asit ve Fenilazobenzen ekleyin, karıştırın ve yavaşça yaklaşık 80 dereceye kadar ısıtın ve reaktanlar tamamen reaksiyona girdikten sonra reaksiyon tamamlanana kadar ısıtmaya devam edin. Reaksiyon bittikten sonra soğutularak ve filtre edilerek 1,4-Fenilenbisboronik asit elde edilir. Reaksiyonun ana mekanizması, borik asidin bir ara ürün oluşturmak üzere Fenilazolbenzen ile reaksiyona girmesi ve ardından ara ürünün transfer ve eliminasyona uğrayarak 1,4-Fenilenbisboronik asit oluşturmasıdır.
Bu reaksiyonun avantajı, reaksiyon koşullarının hafif olması, büyük ölçekli sentez için uygun olması ve diğer organobor bileşiklerini sentezlemek için kullanılabilmesidir.
3. Benzaldehit ve borik asidin reaksiyon sentezi:
Benzaldehit ve boronik asit, temel koşullar altında metoksilasyon uzunluğu adımı yoluyla 1,4-Fenilenbisboronik asit üretir. Reaksiyon, sodyum karbonat, sodyum hidroksit veya trietilamin gibi bazik bir ortam kullanır ve genellikle reaktanların molar oranı 1:2 olduğunda gerçekleştirilir. Kısmi reaksiyon denklemi aşağıdaki gibidir:
C6H5CHO artı 2H3BO3 artı 2NaOH → C6H4(BOMe)2C6H4 artı 2NaHCO3 artı 3H2O
C6H4(BOMe)2C6H4 artı HCI → C6H4(OH)2B(OH)2C6H4 artı 2MeOH
Deneysel adımlar:
Adım 1: Benzaldehit ve susuz dimetilsülfinamid kompleksinin sentezi:
Benzaldehite (5.{3}} g) elektrostatik olarak kurutulmuş susuz dimetilsülfinamid (5.97 g) ilave edildi ve katalizör sodyum hidroksit (0.73 g) eklendi. Reaksiyon, nitrojen ile itildi ve kaynama noktasına kadar ısıtıldı. 25 dakika reaksiyona sokulduktan sonra süzüldü ve süzüntü mutlak etanolle yıkandı ve sonra kurutularak bir benzaldehit ve susuz dimetilsülfinamid kompleksi elde edildi.
Adım 2: sentetik benzaldehit ve borik asit arasındaki yoğuşma reaksiyonu:
1:1 mol oranında az miktarda sodyum hidroksit içeren metilen klorür içine benzaldehit ve borik asit ilave edildi. Karıştırıp bir cam çubukla karıştırdıktan sonra, 6 saat reaksiyona girmesi için sabit sıcaklıktaki su banyosunda 80 dereceye kadar ısıtın. Reaksiyondan sonra suyla yıkayın ve sonra solüsyonu bir döner buharlaştırıcı ile konsantre edin. Aynı zamanda çözeltiyi çözmek için kloroform (50 mL) ilave edildi ve doymuş sodyum klorür çözeltisi eklendi ve kloroform döner buharlaştırıcı ile çıkarıldı. Bu şekilde ihtiyacımız olan 1,4-Fenilenbisboronik asidi elde ederiz.
Adım 3: Kloroform ekstraktının ayrılması:
Ürün, kloroform ile reaksiyon çözeltisinden çıkarıldı, daha sonra süzüldü ve sudan geçirildi ve süzüntü, izopentan ile özümlendi. İki ekstrakt birleştirildi ve katı bir ürün elde etmek için bir döner buharlaştırıcıda buharlaştırıldı.
Adım 4: Ürünün saflaştırılması ve karakterizasyonu:
Nihai çökeltilmiş katı, metanol ile yıkandı, pH 6-7'a ulaşana kadar suda ıslatıldı, ardından santrifüjlendi ve süzüldü. Son olarak, saf ürün 1, 4-Fenilenbisboronik asit, döner uçucu damıtma yağı ile elde edildi. Ürünün UV-Vis spektrofotometre ile kütle spektrometresi analizi, moleküler ağırlık, moleküler yapı vb. gibi kimyasal özelliklerini elde edebilir.
Sonuç olarak:
Yukarıdaki adımlarla benzaldehit ve boronik asidin yoğunlaşma ürününü, yani 1,4-Fenilenbisboronik asidi başarıyla sentezledik. Bu yöntem basit ve anlaşılır, kullanımı kolay ve etkisi iyidir ve temiz ve saf bir ürün elde edilebilir. Belirli uygulanabilirliği ve uygulama beklentisi vardır.
4. o-aminofenilboronik asit ve tiyosülfürik asidin reaksiyon sentezi:
Antranilik asit ve tiyosülfürik asit, 1,4-Fenilenbisboronik asit oluşturmak için bakır katalizi altında reaksiyona girer. Reaksiyon genellikle reaktanların molar oranı 1:1 olduğunda solvent olarak benzen kullanılarak gerçekleştirilir. Kısmi reaksiyon denklemi aşağıdaki gibidir:
C6H4(NH2)B(OH)2C6H4 artı Cu artı 1/2 (S2O6)2- → C6H4(OH)2B(OH)2C6H4 artı CuSO4 artı 1/2(S2O6)2-
Temel adımlar:
1. o-diborobenzoik asidin sentezi:
Reaksiyon haznesine benzoik asit, borik asit ve sülfürik asit eklenir, karıştırılır ve reaksiyon tamamlanana kadar ısıtılır. Reaksiyon karışımı soğutulur ve su ilave edilir ve ürün doğallaştırılır ve sonra kurutularak o-diboronik asit elde edilir.
2. Amino gruplarının tanıtımı:
O-diborobenzoik asit ve amonyak suyunu reaksiyon karışımına birlikte ekleyin, karıştırın ve amino gruplarıyla o-diborobenzoik asit elde etmek için karıştırın ve ısıtın.
3. Reaksiyon hazırlığı:
O-diborobenzwirik asit zwitteriyonlarını amino grupları ve tiyosülfürik asitle karıştırın ve ısıtın ve hedef ürün 1, 4-Fenilenbisboronik asit o-aminofenilboronik asit ve tiyosülfürik asit elde etmek için reaksiyona girin.
Yukarıdakiler, reaksiyon sentez yönteminin temel fikri ve adımlarıdır ve spesifik deney koşullarının ve deneysel tekniklerin detayları ilgili literatüre bakılabilir.
Özetlemek gerekirse, 1,4-Fenilenbisboronik asit için birçok sentetik yöntem vardır ve farklı ihtiyaçlara göre uygun bir yöntem seçilebilir. Bunlardan ilk üç yöntemde ham madde olarak basit ve elde edilmesi kolay ancak genellikle daha uzun reaksiyon süreleri ve koşulları gerektiren borik asit kullanılır. Dördüncü yöntem, bir bakır katalizör gerektirir ve önemli bir ham madde olarak tiyosülfürik asit kullanır, ancak reaksiyon havaya duyarlıdır ve yetenekli deneysel beceriler gerektirir.