1,4-फेनिलीनबिस्बोरोनिक एसिडएक ऑर्गनोबोरोन यौगिक है, जिसे अक्सर लिगैंड, उत्प्रेरक और कार्बनिक संश्लेषण में मध्यवर्ती के रूप में उपयोग किया जाता है। निम्नलिखित कई सामान्य सिंथेटिक तरीके हैं:
1. कैटेचोल और बोरिक एसिड का प्रतिक्रिया संश्लेषण:
कैटेकोल और बोरिक एसिड क्षारीय स्थितियों के तहत प्रतिस्थापन प्रतिक्रिया के माध्यम से 1, 4- फेनिलीनबिस्बोरोनिक एसिड उत्पन्न करते हैं। प्रतिक्रिया आमतौर पर तब की जाती है जब अभिकारकों का दाढ़ अनुपात 2: 3 होता है, और सोडियम हाइड्रॉक्साइड, सोडियम कार्बोनेट या ट्राइथाइलमाइन जैसी बुनियादी स्थितियों का उपयोग किया जाता है। आंशिक प्रतिक्रिया समीकरण इस प्रकार है:
2C6H4(ओह)2प्लस 3 एच3बो3प्लस 6NaOH → सी6H4(ओह)2बी (ओएच)2C6H4प्लस 6 एनए2बो3प्लस 9 एच2O
1,4-फेनिलीनबिस्बोरोनिक एसिड एक कार्बनिक अणु है जिसमें दो बोरोनिक एसिड समूह होते हैं, जिनका उपयोग बेंजीन के छल्ले वाले कार्बनिक अणुओं को संश्लेषित करने के लिए किया जा सकता है। आमतौर पर, 1,4-फेनिलीनबिसबोरोनिक एसिड को कैटेकोल और बोरिक एसिड पर प्रतिक्रिया करके संश्लेषित किया जा सकता है।
प्रतिक्रिया कदम:
1.1। सबसे पहले, बोरिक एसिड टेट्राहाइड्रोबोरोन डाइऑक्साइड (बी2O3•H2O) और कैटेकोल, और उचित मात्रा में सोडियम कार्बोनेट (Na2सीओ3) प्रतिक्रिया के पीएच मान को समायोजित करने के लिए;
1.2। मिश्रण में पैलेडियम क्लोराइड (PdCl2) और एक पानी में घुलनशील फॉस्फीन लिगैंड। आमतौर पर इस्तेमाल किया जाने वाला फॉस्फीन लिगैंड ट्राइफेनिलफॉस्फीन (PPh3) या ट्राई (पी-टोलुएनसल्फोनील) फॉस्फीन (पीटीएसए)। मिश्रण में इन उत्प्रेरकों को जोड़ने के बाद, कैटेचोल और बोरिक एसिड की संघनन प्रतिक्रिया को बढ़ावा दिया जा सकता है, और प्रतिक्रिया की सक्रियता ऊर्जा को कम किया जा सकता है;
1.3। प्रतिक्रिया मिश्रण को उचित तापमान पर, आमतौर पर 60 डिग्री और 80 डिग्री के बीच, और प्रतिक्रिया समय 4 घंटे से 12 घंटे तक ले जाने की आवश्यकता होती है। प्रतिक्रिया प्रक्रिया कभी-कभी एक निष्क्रिय वातावरण में की जाती है;
1.4। प्रतिक्रिया के बाद, प्रतिक्रिया उत्पाद को 1, 4-फेनिलीनबिस्बोरोनिक एसिड अवक्षेपित करने के लिए पतला एसिड के साथ इलाज किया जाता है। क्रिस्टलीकृत उत्पाद प्राप्त करने के लिए प्रतिक्रिया उत्पाद को भी फ़िल्टर और सुखाया जाना चाहिए;
अंत में, 1,4-फेनिलीनबिसबोरोनिक एसिड को संश्लेषित करने के लिए कैटेकोल और बोरिक एसिड की प्रतिक्रिया में कैटेकोल और बोरिक एसिड को उत्प्रेरक मिश्रण में जोड़ना, पीएच मान को समायोजित करना और एक उपयुक्त तापमान पर संघनन प्रतिक्रिया करना शामिल है, प्रतिक्रिया के बाद पूर्ण, तनु अम्ल का उपयोग वर्क-अप, निस्पंदन और सुखाने के लिए क्रिस्टलीय उत्पाद का उत्पादन करने के लिए किया जाता है।
2. एरील एज़ोबेंज़ीन और बोरोनिक एसिड का प्रतिक्रिया संश्लेषण:
आर्यल एज़ोबेंजीन आर्यल डायज़ोनियम यौगिक उत्पन्न करने के लिए सोडियम नाइट्राइट के साथ प्रतिक्रिया करता है, और 1, 4- फेनिलीनबिस्बोरोनिक एसिड प्राप्त करने के लिए क्षारीय स्थितियों के तहत बोरिक एसिड के साथ प्रतिक्रिया करता है। विधि एक क्षारीय माध्यम जैसे सोडियम कार्बोनेट, सोडियम हाइड्रॉक्साइड या ट्राइथाइलमाइन का उपयोग करती है, और आमतौर पर तब किया जाता है जब अभिकारकों का दाढ़ अनुपात 1: 2 होता है। आंशिक प्रतिक्रिया समीकरण इस प्रकार है:
C6H4(N2)2प्लस 2 एच3बो3प्लस 2NaOH → सी6H4(N2)बी(ओएच)2C6H4प्लस 2एनएएनओ2प्लस 2 एच2O
संश्लेषण चरण इस प्रकार हैं:
चरण 1: फेनिलजोबेंजीन का संश्लेषण:
फेनिलजोबेंजीन को एजो कपलिंग रिएक्शन द्वारा तैयार किया जा सकता है। सबसे पहले, नाइट्रोसेटेड एनिलिन एचसीएल एसिड में एनिलिन को भंग करके और सोडियम नाइट्राइट के साथ प्रतिक्रिया करके तैयार किया जाता है। इसके बाद, नाइट्रोसेटेड एनिलिन को एज़ोबेंज़ीन के एक मध्यवर्ती में परिवर्तित किया जाता है, और फेनिलाज़ोबेंज़ीन उत्पाद को एक कमी प्रतिक्रिया के माध्यम से प्राप्त किया जाता है।
चरण 2: बोरिक एसिड और फेनिलजोबेंजीन की प्रतिक्रिया:
प्रतिक्रिया पोत में बोरिक एसिड और फेनिलाज़ोबेंजीन जोड़ें, लगभग 80 डिग्री तक धीरे-धीरे मिलाएं और गर्म करें, और प्रतिक्रिया पूरी तरह से प्रतिक्रिया करने के बाद प्रतिक्रिया पूरी होने तक गर्म करना जारी रखें। प्रतिक्रिया समाप्त होने के बाद, 1, 4- फेनिलीनबिस्बोरोनिक एसिड ठंडा और फ़िल्टर करके प्राप्त किया जाता है। प्रतिक्रिया का मुख्य तंत्र यह है कि बोरिक एसिड एक मध्यवर्ती उत्पन्न करने के लिए फेनिलजोबेंजीन के साथ प्रतिक्रिया करता है, और फिर मध्यवर्ती 1,4-फेनिलीनबिस्बोरोनिक एसिड उत्पन्न करने के लिए स्थानांतरण और उन्मूलन से गुजरता है।
इस प्रतिक्रिया का लाभ यह है कि प्रतिक्रिया की स्थिति हल्की होती है, यह बड़े पैमाने पर संश्लेषण के लिए उपयुक्त है, और इसका उपयोग अन्य ऑर्गोबोरॉन यौगिकों को संश्लेषित करने के लिए किया जा सकता है।
3. बेंजाल्डिहाइड और बोरिक एसिड का प्रतिक्रिया संश्लेषण:
बेंजाल्डिहाइड और बोरोनिक एसिड बुनियादी स्थितियों के तहत मेथोक्सिलेशन लंबाई चरण के माध्यम से 1, 4-फेनिलीनबिस्बोरोनिक एसिड उत्पन्न करते हैं। प्रतिक्रिया सोडियम कार्बोनेट, सोडियम हाइड्रॉक्साइड या ट्राइथाइलमाइन जैसे बुनियादी माध्यम का उपयोग करती है, और आमतौर पर तब किया जाता है जब अभिकारकों का दाढ़ अनुपात 1: 2 होता है। आंशिक प्रतिक्रिया समीकरण इस प्रकार है:
C6H5CHO प्लस 2H3BO3 प्लस 2NaOH → C6H4(BOMe)2C6H4 प्लस 2NaHCO3 प्लस 3H2O
C6H4(BOMe)2C6H4 प्लस HCl → C6H4(OH)2B(OH)2C6H4 प्लस 2MeOH
प्रायोगिक चरण:
चरण 1: बेंजाल्डिहाइड और निर्जल डाइमिथाइलसल्फिनामाइड कॉम्प्लेक्स का संश्लेषण:
इलेक्ट्रोस्टैटिक रूप से सूखे निर्जल डाइमिथाइलसल्फिनामाइड (5.97 ग्राम) को बेंजाल्डिहाइड (5.0 ग्राम) में जोड़ा गया था और उत्प्रेरक सोडियम हाइड्रोक्साइड (0.73 ग्राम) जोड़ा गया था। प्रतिक्रिया को नाइट्रोजन से प्रेरित किया गया और उबलने के लिए गर्म किया गया। 25 मिनट के लिए प्रतिक्रिया करने के बाद, इसे फ़िल्टर किया गया था, और छानना पूर्ण इथेनॉल से धोया गया था और फिर बेंज़लडिहाइड और निर्जल डाइमिथाइलसल्फिनमाइड का एक जटिल प्राप्त करने के लिए सूख गया था।
चरण 2: सिंथेटिक बेंज़लडिहाइड और बोरिक एसिड के बीच संघनन प्रतिक्रिया:
बेंजाल्डिहाइड और बोरिक एसिड को मेथिलीन क्लोराइड में जोड़ा गया जिसमें 1:1 के दाढ़ अनुपात में सोडियम हाइड्रॉक्साइड की थोड़ी मात्रा होती है। सरगर्मी और एक कांच की छड़ के साथ मिलाने के बाद, 6 घंटे के लिए प्रतिक्रिया करने के लिए एक स्थिर तापमान पानी के स्नान में 80 डिग्री तक गर्म करें। प्रतिक्रिया के बाद, पानी से धो लें, और फिर एक रोटरी बाष्पीकरणकर्ता के साथ समाधान को ध्यान में रखें। उसी समय, समाधान को भंग करने के लिए क्लोरोफॉर्म (50 एमएल) जोड़ा गया था और संतृप्त सोडियम क्लोराइड समाधान जोड़ा गया था, और क्लोरोफॉर्म को एक रोटरी बाष्पीकरण के साथ हटा दिया गया था। इस तरह, हमें 1,4-फेनिलीनबिस्बोरोनिक एसिड की आवश्यकता होती है।
चरण 3: क्लोरोफॉर्म निकालने का पृथक्करण:
उत्पाद को क्लोरोफॉर्म के साथ प्रतिक्रिया समाधान से निकाला गया था, फिर फ़िल्टर किया गया और पानी से गुजारा गया, और आइसोपेंटेन के साथ छानना निकाला गया। एक ठोस उत्पाद प्राप्त करने के लिए दो अर्क संयुक्त और एक रोटरी बाष्पीकरण में वाष्पित हो गए।
चरण 4: उत्पाद का शुद्धिकरण और लक्षण वर्णन:
परिणामी अवक्षेपित ठोस को मेथनॉल से धोया गया, पानी में तब तक भिगोया गया जब तक कि पीएच 6-7 तक नहीं पहुंच गया, फिर सेंट्रीफ्यूज और सूखा। अंत में, शुद्ध उत्पाद 1, 4-फेनीलीनबिसबोरोनिक एसिड को रोटरी वाष्पशील आसवन तेल द्वारा प्राप्त किया गया था। यूवी-विज़ स्पेक्ट्रोफोटोमीटर द्वारा उत्पाद का मास स्पेक्ट्रोमेट्री विश्लेषण इसके रासायनिक गुणों को प्राप्त कर सकता है, जैसे आणविक भार, आणविक संरचना, आदि।
निष्कर्ष के तौर पर:
उपरोक्त चरणों के माध्यम से, हमने बेंज़लडिहाइड और बोरोनिक एसिड के संघनन उत्पाद को सफलतापूर्वक संश्लेषित किया, अर्थात् 1, 4-फेनिलीनबिस्बोरोनिक एसिड। यह विधि सरल और स्पष्ट है, संचालित करने में आसान है, और प्रभाव अच्छा है, और एक स्वच्छ और शुद्ध उत्पाद प्राप्त किया जा सकता है। इसकी कुछ व्यावहारिकता और अनुप्रयोग संभावना है।
4. ओ-एमिनोफेनिलबोरोनिक एसिड और थियोसल्फ्यूरिक एसिड का रिएक्शन संश्लेषण:
एंथ्रानिलिक एसिड और थायोसल्फ्यूरिक एसिड कॉपर कटैलिसीस के तहत 1,4-फेनिलीनबिस्बोरोनिक एसिड उत्पन्न करने के लिए प्रतिक्रिया करते हैं। प्रतिक्रिया आमतौर पर तब की जाती है जब बेंजीन को विलायक के रूप में उपयोग करते हुए अभिकारकों का दाढ़ अनुपात 1: 1 होता है। आंशिक प्रतिक्रिया समीकरण इस प्रकार है:
C6H4(NH2)B(OH)2C6H4 प्लस Cu प्लस 1/2 (S2O6)2- → C6H4(OH)2B(OH)2C6H4 प्लस CuSO4 प्लस 1/2(S2O6)2-
बुनियादी कदम:
1. ओ-डाइबोरोबेंजोइक एसिड का संश्लेषण:
प्रतिक्रिया कक्ष में बेंजोइक एसिड, बोरिक एसिड और सल्फ्यूरिक एसिड डालें, मिश्रण करें और हिलाएं, और प्रतिक्रिया पूरी होने तक गर्म करें। अभिक्रिया मिश्रण को ठंडा किया जाता है और पानी मिलाया जाता है, और उत्पाद को प्रकृतिकृत किया जाता है और फिर ओ-डाइबोरोनिक एसिड प्राप्त करने के लिए सुखाया जाता है।
2. अमीनो समूहों का परिचय:
प्रतिक्रिया मिश्रण में o-diborobenzoic एसिड और अमोनिया पानी एक साथ जोड़ें, मिश्रण करें और हलचल करें और अमीनो समूहों के साथ o-diborobenzoic एसिड प्राप्त करने के लिए गर्म करें।
3. रिएक्शन की तैयारी:
अमीनो समूहों और थायोसल्फ्यूरिक एसिड के साथ ओ-डाइबोरोबेंज़विरिक एसिड ज़्विटरियंस को मिलाएं और हिलाएं, लक्ष्य उत्पाद 1, 4-फेनिलीनबिस्बोरोनिक एसिड ओ-एमिनोफेनिलबोरोनिक एसिड और थियोसल्फ्यूरिक एसिड प्राप्त करने के लिए गर्म करें और प्रतिक्रिया दें।
उपरोक्त मूल विचार और प्रतिक्रिया संश्लेषण विधि के चरण हैं, और विशिष्ट प्रायोगिक स्थितियों और प्रायोगिक तकनीकों का विवरण संबंधित साहित्य को संदर्भित किया जा सकता है।
संक्षेप में, 1,4-फेनिलीनबिसबोरोनिक एसिड के लिए कई सिंथेटिक विधियां हैं, और विभिन्न आवश्यकताओं के अनुसार एक उपयुक्त विधि का चयन किया जा सकता है। उनमें से, पहले तीन तरीकों में कच्चे माल के रूप में बोरिक एसिड का उपयोग किया जाता है, जो सरल और आसानी से प्राप्त होता है, लेकिन आम तौर पर लंबे समय तक प्रतिक्रिया समय और शर्तों की आवश्यकता होती है। चौथी विधि में तांबे के उत्प्रेरक की आवश्यकता होती है और थियोसल्फ्यूरिक एसिड को एक महत्वपूर्ण कच्चे माल के रूप में उपयोग किया जाता है, लेकिन प्रतिक्रिया हवा के प्रति संवेदनशील होती है और कुशल प्रयोगात्मक कौशल की आवश्यकता होती है।