Бориновая кислота
| |
| Имена | |
|---|---|
| Название ИЮПАК
Бориновая кислота
| |
| Систематическое название ИЮПАК
Боранол | |
| Другие имена
Боранол, гидроксиборан, дигидридогидроксидобор.
| |
| Идентификаторы | |
3D model ( JSmol )
|
|
| КЭБ | |
| ХимическийПаук | |
| 141192 | |
ПабХим CID
|
|
| Характеристики | |
| Б Н 3 О | |
| Молярная масса | 29.83 g·mol −1 |
| реакция в воде | |
| Структура | |
| искаженная тригональная бипирамида | |
| Родственные соединения | |
Родственные соединения
|
Бороновая кислота Борная кислота |
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа).
| |
Бориновая кислота , также известная как борноватая кислота , представляет собой оксикислоту бора с формулой H.
2 БОН . Боринат представляет собой связанный анион бориновой кислоты с формулой H.
22БО −
; однако, поскольку это кислота Льюиса , в основном растворе ее форма - H.
2 Б(ОН) −
2 .
может образовываться на первой стадии гидролиза диборана Бориновая кислота : [ 1 ]
- BH 3 + H 2 O → H 2 BOH + H 2
Бориновая кислота сама по себе нестабильна и действует всего несколько секунд во время реакции гидролиза. Однако с помощью микроволновой спектроскопии можно определить различные свойства. Расстояние BO составляет 1,352 Å, расстояние OH 0,96 Å, длина BH, вероятно, 1,2 Å. Угол между связями при атоме кислорода BOH = 112°, углы при боре цис-HBO 121° и транс-HBO = 117°. Дипольный момент равен 1,506 Дебая . [ 2 ]
Бориновая кислота может образовывать сложные эфиры, такие как метоксиборан. Это тоже нестабильно и длится всего около десяти секунд. Его можно получить путем совместного нагревания диборана и газообразного метанола . [ 3 ]
Заменяя водород органическими компонентами, можно образовать более общие бориновые кислоты (содержащие RR'BOH) или сложные эфиры бориновой кислоты (RR'BOR). Эфиры имеют тенденцию быть стабильными в кислых условиях, но в щелочных условиях атом бора может получить отрицательный заряд и присоединяют две гидроксильные группы или две сложноэфирные связи RR'B. − (OH) 2 или RR'B − (OR") 2 . Анионный боринат-ион может очень легко образовывать сложные эфиры с диолами, такими как этиленгликоль или сахара. [ нужна ссылка ]
Мы
[ редактировать ]Название IUPAC бориновая кислота является уникальным названием кислоты. [ 4 ] Ангидриды называются дибороксанами, H 2 BOBH 2 в качестве основного соединения и H, способный быть замещенным, например тетраэтилдибороксан, в качестве ангидрида диэтилбориновой кислоты. Стандарт органического наименования в Bluebook допускает скелетную замену названия, где название короче: 3-борапентан-3-ол по сравнению с диэтилбориновой кислотой. Группировка -BH-O-BH 2 называется дибороксанилом. Замена кислорода серой дает боринотиоевую кислоту (H 2 BSH). (Диметилборанил)окси используется для группы (CH 3 ) 2 B-O- и метил(гидрокси)боранил для группы CH 3 B(OH)-.
Формирование
[ редактировать ]Существует несколько способов получения замещенных бориновых кислот. [ 5 ]
Во-первых, бориновые кислоты могут быть получены путем окисления триалкилборана исходного (R 3 B) под воздействием влажного воздуха или обработки йодом с образованием диалкилйодборана (R 2 BI). В результате гидролиза образуется бороновая кислота (R 2 BOH). [ 5 ] Триалкилбораты [(RO) 3 B] или триалкоксибороксин [(ROBO) 3 ] можно восстановить до бориновой кислоты с помощью реактива Гриньяра . Реагенты Гриньяра также могут восстанавливать сложный эфир бороновой кислоты [RB(OR') 2 ] до сложного эфира бороновой кислоты. [ 5 ]
- Bu 3 B + N2CHCOR → BuCH=C(R)OBBu 2
- Bu 3 B + CH2=CHCOCH 3 → BuCH 2 CH=C(CH 3 )OBBu 2
- RCOC 2 H 5 + R 2 BOTf → RC(OBR 2 )=CHCH 3
- (Tf = трифторметансульфонат )
( Z )-еноляты дают синальдольный продукт при реакции с альдегидом, тогда как ( E )-еноляты дают и антиальдольные продукты.
Реакция диалкилхлорида бора (R 2 BCl) с третичным амином и кетонами с образованием енолборината. [ 6 ]
Триалкоксиборан может реагировать с литийсодержащими органическими молекулами с удалением лития и одной или двух алкоксигрупп с образованием бороновых и бориновых эфиров. [ 7 ]
Требуется очистка смесей, образующихся в результате реакций, поскольку часто также производятся эфиры бороновой кислоты, которые смешиваются с эфирами бороновой кислоты. [ 5 ] Метод Летсингера заключается в растворении смеси в эфире и осаждении эфира борной кислоты путем образования комплекса с аммиаком. Обработка этаноламином приводит к образованию аминоэтилборината. [ 5 ]
Соединения
[ редактировать ]большое разнообразие бориновых кислот, ангидридов ((R 2 B) 2 O) и сложных эфиров (R 2 BOR ' ). Известно [ 8 ] [ 9 ]
2-АПБ
[ редактировать ]
2-Аминоэтоксидифенилборат (2-APB) ингибирует временные потенциальные каналы рецепторов . [ 10 ] Этот вид ингибирования, особенно ингибирование TRPM7 , изучается для поиска методов лечения рака простаты . 2-APB может работать как катализатор, добавляя алкильную группу из алкилгалогенида к полиолу или углеводу, который содержит цис-вицинальный диол, в точном положении. Он делает это, сначала соединяясь с двумя гидроксильными группами, образуя кольцо, содержащее OCCOB. − . [ 11 ] Он также может катализировать реакцию хлорангидрида или хлорформиата в определенной области диола. [ 12 ]
Дифенилбориновая кислота
[ редактировать ]Дифенилбориновая кислота была открыта в 1894 году Михаэлисом, который получил ее путем гидролиза хлорида. Летсингер определил его свойства в 1955 году. [ 5 ]
Дифенилбориновая кислота обладает более высоким сродством к катехинам по сравнению с углеводами. [ 13 ]
Дифенилбориновая кислота может катализировать конденсацию пировиноградной кислоты с альдегидами с образованием замещенной изотетроновой кислоты . [ 14 ]
Дифенилбориновая кислота является ингибитором нескольких ферментов, таких как α-химотрипсин , субтилизин BPN' и трипсин . [ 15 ]
Боринатный радикал
[ редактировать ]Боринатные радикалы (RR'BO · ) могут образовываться в результате разложения пероксиборината. [ 16 ]
Другие соединения
[ редактировать ]Другие соединения включают метокси(диметил)боран, метокси(метил)бор, метокси(метилиден)боран (с двойной связью C=B). [ 17 ]
[С 5 Ч 5 БР] − использует букву Б − эквивалентен углероду в ароматическом бензольном кольце. Это тоже называется боринат. 1-метил- и 1-фенилборинаты могут образовывать некоторые из немногих органо-таллиевых соединений. [ 18 ]
HB(C 6 F 5 ) 2 + фосфиновый спирт → т Бу 2 П + ГХГ 2 С(СН 3 ) 2 ОБ − Н(С 6 F5) 2 → Ч 2 + т Bu 2 PCH 2 C(CH 3 ) 2 OB(C 6 F5) 2 и то же для т Бу 2 ПЧ 2 С(CF 3 ) 2 ОБ(С 6 F5) 2 [ 19 ]
Ди-Трис(трет-бутокси)силоксибориновая кислота HOB[OSi(O(t)Bu) 3 ] 2 может быть получена из трибутоксибората и трибутоксисилоксана. Он может образовывать очень сложный кристалл с Cp 2 Zr(Me)[OB[OSi(O(t)Bu) 3 ] 2 ] 2 . [ 20 ]
Дибориновые кислоты имеют две группы RBOH, связанные между собой органической связью, такой как дифенил или фенил. [ 21 ]
Приложения
[ редактировать ]1,1,1,3,3,3-Гексафторизопропилбис(пентафторфенил)боринат может значительно повысить растворимость LiF за счет комплексообразования с F. − анион. [ 22 ] Это потенциально может улучшить литиевые батареи.
Эфиры борной кислоты исследуются как ингибиторы роста бактерий. [ 23 ] из-за их способности отключать некоторые бактериальные ферменты, такие как менахинонметилтрансфераза и CcrM . [ 24 ] Это может привести к разработке методов лечения для местного применения на коже. [ 25 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Вайс, Х.Г.; Шапиро, И. (5 марта 1953 г.). «Механизм гидролиза диборана в паровой фазе1». Журнал Американского химического общества . 75 (5): 1221–1224. дои : 10.1021/ja01101a061 .
- ^ Кавасима, Ёсиюки; Такео, Харутоши; Мацумура, Чи (1 января 1981 г.). «Микроволновой спектр бориновой кислоты BH 2 OH». Журнал химической физики . 74 (10): 5430. Бибкод : 1981ЖЧФ..74.5430К . дои : 10.1063/1.440947 .
- ^ Кавасима, Ю.; Такео, Х.; Мацумура, К. (1984). «Микроволновой спектр метоксиборана, CH 3 OBH 2 » . Университет штата Огайо . hdl : 1811/16666 .
- ^ Коннелли, Нил Г.; Дамхус, Туре; Хартшорн, Ричард М.; Алан Т. Хаттон (2005). «Таблица IR-8.1 Допустимые общие имена». Номенклатура неорганической химии . Международный союз теоретической и прикладной химии. п. 127. ИСБН 0-85404-438-8 .
- ^ Jump up to: а б с д и ж Повлок, Томас Пол (август 1960 г.). «Бороксины: их реакции и стабильность кольца» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 5 марта 2016 года . Проверено 5 октября 2013 г.
- ^ Браун, Герберт С; Радж К. Дхар (16 марта 1989 г.). «Основное влияние уходящей группы в диалкилхлоридах бора и трифлатах на контроль стереоскопического превращения кетонов в [E] или [Z]-енолборинаты» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 3 марта 2016 года . Проверено 25 сентября 2013 г.
- ^ Дельбрайель, Доминик (15 июня 2010 г.). «Производство бороновой кислоты в промышленных масштабах» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 28 июня 2013 года . Проверено 5 октября 2013 г.
- ^ Заброшенные США 20020161230 , Эрбес, Майкл; Форстингер, Клаус и Меудт, Андреас, «Способ получения бороновой и бориновой кислот», опубликовано 31 октября 2002 г., передано Clariant GmbH.
- ^ Повлок, Томас Пол (август 1960 г.). Бороксины: их реакции и стабильность кольца (PDF) (кандидатская диссертация). УФл. Архивировано из оригинала (PDF) 5 марта 2016 года . Проверено 5 октября 2013 г.
- ^ Карбоновые кислоты – достижения в исследованиях и применении . Научные издания. 2012. с. 93. ИСБН 978-1-4649-9392-3 .
- ^ Чан, Лина; Тейлор, Марк С. (17 июня 2011 г.). «Региоселективное алкилирование производных углеводов, катализируемое производным диарилборной кислоты». Органические письма . 13 (12): 3090–3093. дои : 10.1021/ol200990e . ПМИД 21591630 .
- ^ Ли, Дорис; Тейлор, Марк С. (23 марта 2011 г.). «Региоселективное ацилирование производных углеводов, катализируемое бориновой кислотой». Журнал Американского химического общества . 133 (11): 3724–3727. дои : 10.1021/ja110332r . ПМИД 21355584 .
- ^ Чудзински, Майкл Г.; Чи, Юечуань; Тейлор, Марк С. (1 января 2011 г.). «Борные кислоты: забытый класс борорганических соединений для распознавания диолов в водном растворе». Австралийский химический журнал . 64 (11): 1466. дои : 10.1071/CH11294 .
- ^ Ли, Дорис; Ньюман, Стивен Г.; Тейлор, Марк С. (3 декабря 2009 г.). «Прямые альдольные реакции пировиноградных кислот, катализируемые бором». Органические письма . 11 (23): 5486–5489. дои : 10.1021/ol902322r . ПМИД 19904926 .
- ^ Штайнер, Стивен Дж.; Бьен, Джеффри Т.; Смит, Брэдли Д. (1 октября 1994 г.). «Дифенилбориновая кислота является сильным ингибитором сериновых протеаз». Письма по биоорганической и медицинской химии . 4 (20): 2417–2420. дои : 10.1016/S0960-894X(01)80401-7 .
- ^ Робин Хикс (2 августа 2011 г.). Стабильные радикалы: основы и прикладные аспекты соединений с нечетными электронами . Джон Уайли и сыновья. п. 518. ИСБН 978-1-119-95696-9 .
- ^ «Аналогичные соединения» . Проверено 4 октября 2013 г.
- ^ Джаньяк (1997). «(Органическая) химия таллия (I) и (II): синтезы, структуры, свойства и применение субвалентных комплексов таллия с алкильными, циклопентадиенильными, ареновыми или гидротрис (пиразолил)боратными лигандами» . Обзоры координационной химии . 163 : 124. дои : 10.1016/s0010-8545(97)00011-8 .
- ^ Чепмен, Энди М.; Хаддоу, Майри Ф.; Ортон, Джонатан П.Х.; Васс, Дункан Ф. (1 января 2010 г.). «Легкое высвобождение дигидрогена из пар Льюиса фосфиноборинатного эфира». Транзакции Далтона . 39 (27): 6184–6. дои : 10.1039/c0dt00513d . ПМИД 20544115 .
- ^ Фудждала, КЛ; Оливер, AG; Холландер, Ф.Дж.; Тилли, Т.Д. (24 февраля 2003 г.). «Трис(трет-бутокси)силоксипроизводные бора, включая борную кислоту HOB[OSi(O(t)Bu)(3)](2) и комплекс (силокси)борилоксида металла Cp(2)Zr(Me)OB [OSi(O(t)Bu)(3)](2): замечательная кристаллическая структура с 18 независимыми молекулами в асимметричной единице». Неорганическая химия . 42 (4): 1140–1150. дои : 10.1021/ic0205482 . ПМИД 12588150 .
- ^ Сузуки, Акинобу З.; Шойчиро Одзаки, Дзюн-Ичи Гото Кацухико Микисиба (15 февраля 2010 г.). «Синтез соединений бисбора и их сильная ингибирующая активность в отношении магазинного входа кальция». Письма по биоорганической и медицинской химии . 20 (4): 1395–1398. дои : 10.1016/j.bmcl.2009.12.108 . ПМИД 20097561 .
- ^ МакБрин, Дж.; Х.С. Ли; XQ Ян (2003). «Боринаты: новое семейство анионных комплексообразователей» (PDF) . Электрохимическое общество, Inc. Проверено 25 сентября 2013 г.
- ^ Бейли, ПиДжей; Дж. Казинс; Г.А. Сноу; Эй Джей Уайт (апрель 1980 г.). «Борсодержащие антибактериальные средства: влияние на рост и морфологию бактерий в различных условиях культивирования» . Антимикробные средства и химиотерапия . 17 (4). Американское общество микробиологии: 549–553. дои : 10.1128/aac.17.4.549 . ПМЦ 283830 . ПМИД 6994634 .
- ^ Бенкович С.Дж., Бейкер С.Дж., Элли М.Р., Ву Ю.Х., Чжан Ю.К., Акама Т., Мао В., Бабовал Дж., Раджагопалан П.Т., Уолл М., Канг Л.С., Тавассоли А., Шапиро Л. (1 ноября 2005 г.). «Идентификация эфиров борной кислоты как ингибиторов роста бактериальных клеток и бактериальных метилтрансфераз, CcrM и MenH». Журнал медицинской химии . 48 (23): 7468–7476. дои : 10.1021/jm050676a . ПМИД 16279806 .
- ^ Бейкер С.Дж., Акама Т., Чжан Ю.К., Сауро В., Пандит С., Сингх Р., Кулли М., Хан Дж., Платтнер Дж.Дж., Бенкович С.Дж., Ли В., Мейплс К.Р. (2006). «Идентификация нового борсодержащего антибактериального средства (AN0128) с противовоспалительной активностью для потенциального лечения кожных заболеваний». Биоорг. Мед. хим. Летт . 16 (23): 5963–7. дои : 10.1016/j.bmcl.2006.08.130 . ПМИД 16997550 .
Дополнительное чтение
[ редактировать ]- Димитриевич, Елена; Тейлор, Марк С. (3 мая 2013 г.). «Борорганические кислоты и их производные как катализаторы органического синтеза». АКС-катализ . 3 (5): 945–962. дои : 10.1021/cs4000848 . Обзор использования бориновой кислоты в качестве катализатора
- Рот, HJ; Миллер, Б. (сентябрь 1964 г.). «Синтез фенил- и тиенилзамещенных бороновой и бориновой кислот». Архив фармации . 297 (9): 513–523. дои : 10.1002/ardp.19642970902 . ПМИД 14341914 . S2CID 95181696 .
