1,4-acide phénylènebisboroniqueest un composé organobore, qui est souvent utilisé comme ligand, catalyseur et intermédiaire dans la synthèse organique. Voici quelques méthodes de synthèse courantes :
1. Synthèse réactionnelle du catéchol et de l'acide borique :
Le catéchol et l'acide borique génèrent de l'acide 1,4-phénylènebisboronique par réaction de substitution dans des conditions alcalines. La réaction est généralement effectuée lorsque le rapport molaire des réactifs est de 2:3 et en utilisant des conditions basiques telles que l'hydroxyde de sodium, le carbonate de sodium ou la triéthylamine. L'équation de la réaction partielle est la suivante :
2C6H4(OH)2plus 3H3BO3plus 6NaOH → C6H4(OH)2B(OH)2C6H4plus 6Na2BO3plus 9H2O
1,4-L'acide phénylènebisboronique est une molécule organique contenant deux groupes d'acide boronique, qui peut être utilisée pour synthétiser des molécules organiques contenant des cycles benzéniques. Habituellement, l'acide 1,4-phénylènebisboronique peut être synthétisé en faisant réagir du catéchol et de l'acide borique.
Étapes de réaction :
1.1. Tout d'abord, mélanger et agiter le dioxyde de tétrahydrobore d'acide borique (B2O3•H2O) et du catéchol, et ajouter une quantité appropriée de carbonate de sodium (Na2CO3) pour ajuster la valeur du pH de la réaction ;
1.2. Dans le mélange, ajouter du chlorure de palladium (PdCl2) et un ligand phosphine soluble dans l'eau. Le ligand phosphine couramment utilisé est la triphénylphosphine (PPh3) ou la tri(p-toluènesulfonyl)phosphine (PTSA). Après avoir ajouté ces catalyseurs dans le mélange, la réaction de condensation du catéchol et de l'acide borique peut être favorisée et l'énergie d'activation de la réaction peut être réduite ;
1.3. Le mélange réactionnel doit être effectué à une température appropriée, généralement entre 60 degrés et 80 degrés, et le temps de réaction est de 4 heures à 12 heures. Le processus de réaction est parfois réalisé sous atmosphère inerte ;
1.4. Après la réaction, le produit de la réaction est traité avec de l'acide dilué pour précipiter l'acide 1,4-phénylènebisboronique. Le produit de la réaction doit également être filtré et séché pour obtenir un produit cristallisé ;
En conclusion, la réaction du catéchol et de l'acide borique pour synthétiser l'acide 1,4-phénylènebisboronique comprend l'ajout de catéchol et d'acide borique dans le mélange catalytique, l'ajustement de la valeur du pH et la réalisation de la réaction de condensation à une température appropriée, une fois la réaction terminée. terminé, l'acide dilué est utilisé pour le traitement, la filtration et le séchage donnent le produit cristallin.
2. Synthèse réactionnelle de l'arylazobenzène et de l'acide boronique :
L'arylazobenzène réagit avec le nitrite de sodium pour générer un composé aryldiazonium, puis réagit avec l'acide borique dans des conditions alcalines pour obtenir l'acide 1,4-phénylènebisboronique. Le procédé utilise un milieu alcalin tel que le carbonate de sodium, l'hydroxyde de sodium ou la triéthylamine, et est généralement mis en œuvre lorsque le rapport molaire des réactifs est de 1:2. L'équation de la réaction partielle est la suivante :
C6H4(N2)2plus 2H3BO3plus 2NaOH → C6H4(N2)B(OH)2C6H4plus 2NaNO2plus 2H2O
Les étapes de synthèse sont les suivantes :
Etape 1 : Synthèse du Phénylazobenzène :
Le phénylazobenzène peut être préparé par réaction de couplage azoïque. Tout d'abord, l'aniline nitrosée est préparée en dissolvant l'aniline dans de l'acide HCl et en faisant réagir avec du nitrite de sodium. Ensuite, l'aniline nitrosée est convertie en un intermédiaire d'azobenzène et le produit phénylazobenzène est obtenu par une réaction de réduction.
Étape 2 : Réaction de l'acide borique et du phénylazobenzène :
Ajoutez de l'acide borique et du phénylazobenzène dans le récipient de réaction, mélangez et chauffez lentement à environ 80 degrés, et continuez à chauffer jusqu'à ce que la réaction soit terminée après que les réactifs aient complètement réagi. Une fois la réaction terminée, l'acide 1,4-phénylènebisboronique est obtenu par refroidissement et filtration. Le mécanisme principal de la réaction est que l'acide borique réagit avec le phénylazobenzène pour générer un intermédiaire, puis l'intermédiaire subit un transfert et une élimination pour générer de l'acide 1,4-phénylènebisboronique.
L'avantage de cette réaction est que les conditions de réaction sont douces, qu'elle convient à la synthèse à grande échelle et qu'elle peut être utilisée pour synthétiser d'autres composés organoborés.
3. Synthèse réactionnelle du benzaldéhyde et de l'acide borique :
Le benzaldéhyde et l'acide boronique génèrent de l'acide 1,4-phénylènebisboronique via l'étape de longueur de méthoxylation dans des conditions basiques. La réaction utilise un milieu basique tel que le carbonate de sodium, l'hydroxyde de sodium ou la triéthylamine, et est généralement effectuée lorsque le rapport molaire des réactifs est de 1:2. L'équation de la réaction partielle est la suivante :
C6H5CHO plus 2H3BO3 plus 2NaOH → C6H4(BOMe)2C6H4 plus 2NaHCO3 plus 3H2O
C6H4(BOMe)2C6H4 plus HCl → C6H4(OH)2B(OH)2C6H4 plus 2MeOH
Étapes expérimentales :
Etape 1 : Synthèse du complexe benzaldéhyde et diméthylsulfinamide anhydre :
Du diméthylsulfinamide anhydre séché électrostatiquement (5,97 g) a été ajouté au benzaldéhyde (5,0 g) et le catalyseur hydroxyde de sodium (0,73 g) a été ajouté. La réaction a été propulsée avec de l'azote et chauffée à ébullition. Après 25 minutes de réaction, il a été filtré et le filtrat a été lavé avec de l'éthanol absolu puis séché pour obtenir un complexe de benzaldéhyde et de diméthylsulfinamide anhydre.
Etape 2 : la réaction de condensation entre le benzaldéhyde synthétique et l'acide borique :
Le benzaldéhyde et l'acide borique ont été ajoutés dans du chlorure de méthylène contenant une petite quantité d'hydroxyde de sodium dans un rapport molaire de 1:1. Après agitation et mélange avec une tige de verre, chauffer à 80 degrés dans un bain-marie à température constante pour réagir pendant 6 heures. Après la réaction, laver à l'eau, puis concentrer la solution à l'évaporateur rotatif. En même temps, du chloroforme (50 ml) a été ajouté pour dissoudre la solution et une solution saturée de chlorure de sodium a été ajoutée, et le chloroforme a été éliminé avec un évaporateur rotatif. De cette façon, nous obtenons l'acide 1,4-Phénylènebisboronique dont nous avons besoin.
Etape 3 : Séparation de l'extrait chloroformique :
Le produit a été extrait de la solution réactionnelle avec du chloroforme, puis filtré et passé à travers de l'eau, et le filtrat a été extrait avec de l'isopentane. Les deux extraits ont été combinés et évaporés dans un évaporateur rotatif pour obtenir un produit solide.
Etape 4 : Purification et caractérisation du produit :
Le solide précipité résultant a été lavé avec du méthanol, trempé dans de l'eau jusqu'à ce que le pH atteigne 6-7, puis centrifugé et égoutté. Enfin, le produit pur 1,4-acide phénylènebisboronique a été obtenu par distillation rotative d'huile volatile. L'analyse par spectrométrie de masse du produit par spectrophotomètre UV-Vis peut obtenir ses propriétés chimiques, telles que le poids moléculaire, la structure moléculaire, etc.
en conclusion:
Grâce aux étapes ci-dessus, nous avons réussi à synthétiser le produit de condensation du benzaldéhyde et de l'acide boronique, à savoir l'acide 1,4-Phénylènebisboronique. Cette méthode est simple et claire, facile à utiliser, et l'effet est bon, et un produit propre et pur peut être obtenu. Il a une certaine praticabilité et une perspective d'application.
4. Synthèse réactionnelle de l'acide o-aminophénylboronique et de l'acide thiosulfurique :
L'acide anthranilique et l'acide thiosulfurique réagissent sous catalyse au cuivre pour générer de l'acide 1,4-phénylènebisboronique. La réaction est généralement effectuée lorsque le rapport molaire des réactifs est de 1:1, en utilisant du benzène comme solvant. L'équation de la réaction partielle est la suivante :
C6H4(NH2)B(OH)2C6H4 plus Cu plus 1/2 (S2O6)2- → C6H4(OH)2B(OH)2C6H4 plus CuSO4 plus 1/2(S2O6)2-
Les étapes de base :
1. Synthèse de l'acide o-diborobenzoïque :
Ajouter l'acide benzoïque, l'acide borique et l'acide sulfurique dans la chambre de réaction, mélanger et agiter, et chauffer jusqu'à ce que la réaction soit terminée. Le mélange réactionnel est refroidi et de l'eau est ajoutée, et le produit est nature puis séché pour obtenir l'acide o-diboronique.
2. Introduction de groupes amino :
Ajouter ensemble de l'acide o-diborobenzoïque et de l'eau ammoniacale dans le mélange réactionnel, mélanger et agiter et chauffer pour obtenir de l'acide o-diborobenzoïque avec des groupes amino.
3. Préparation de la réaction :
Mélanger et agiter les zwitterions d'acide o-diborobenzwirique avec des groupes amino et de l'acide thiosulfurique, chauffer et faire réagir pour obtenir le produit cible 1,4-acide phénylènebisboronique acide o-aminophénylboronique et acide thiosulfurique.
Ce qui précède est l'idée de base et les étapes de la méthode de synthèse de réaction, et les détails des conditions expérimentales spécifiques et des techniques expérimentales peuvent être renvoyés à la littérature pertinente.
Pour résumer, il existe de nombreuses méthodes de synthèse pour l'acide 1,4-phénylènebisboronique, et une méthode appropriée peut être sélectionnée en fonction des différents besoins. Parmi elles, les trois premières méthodes utilisent l'acide borique comme matière première, qui est simple et facile à obtenir, mais nécessite généralement des temps et des conditions de réaction plus longs. La quatrième méthode nécessite un catalyseur au cuivre et utilise l'acide thiosulfurique comme matière première importante, mais la réaction est sensible à l'air et nécessite des compétences expérimentales qualifiées.