חומצה 5-אצטיל-2-תיופניבורוניתהוא תרכובת בורון אורגנית, הנוסחה הכימית שלה היא C6H7BO3S, זהו תוצר ביניים סינתזה אורגנית עם ערך יישום חשוב, בשימוש נרחב ברפואה כימיה, כימיה חומרים, מדעי החיים ותחומים אחרים. ביניהם, היא ממלאת תפקיד חשוב בהכנת תרכובות הטרוציקליות, מכיוון שתרכובת זו נמצאת בשימוש נרחב כזרז, מגיב, קבוצת הגנה וכו' בסינתזה של נגזרות תיאופן.
בתחום הרפואה, נגזרות של חומצה בורונית 5-אצטיל-2-תיופנית נמצאות בשימוש נרחב במחקר ופיתוח של תרופות אנטי סרטניות. הם משפרים את יעילותם על ידי שילוב עם חרדל חנקן וציקלופוספמיד בתרופות אנטי סרטניות. ויציבות.
בתחום כימיה החומרים, חומצה בורית 5-אצטיל-2-תיופית נמצאת בשימוש נרחב גם בסינתזה של מוליכים למחצה אורגניים. כתרכובת אורגנית יעילה, היא יכולה לשפר ביעילות את המוליכות והתכונות הפוטואלקטריות של חומרים מוליכים למחצה אורגניים, ובכך לממש את ההכנה של מכשירים אלקטרוניים אורגניים בעלי ביצועים גבוהים.
לחומצה בורית 5-אצטיל-2-תיופן יש סיכויי יישום רחבים והיא ממלאת תפקיד חשוב בתחומים שונים. לכן, השיטה הסינתטית שלו חשובה במיוחד, והשיטות הסינטטיות הספציפיות הן כדלקמן:
1. סינתזת קנור: לפי שיטת סינתזת קנור, תחילה הגיבו 2-פרופנילתיאוריאה ואתיל בוראט באתנול, ואז הוסף נתרן אצטט וחמם באדי מים כדי לקבל 5-אצטילתיופן-2-בורוני חומצה אתיל אסטר. לאחר מכן, אתיל 5-acetylthiophene-2-חומצה בורונית הוספה לתמיסת נתרן הידרוקסיד, וחומם במשך שעתיים כדי להסיר את קבוצת האסטר כדי לקבל חומצה 5-Acetyl-2-thiopheneboronic. השלבים המפורטים הספציפיים הם כדלקמן:
(1.) השלב הראשון הוא סינתזה של 2-אמינו-5-(אצטיל)-2,3-דיהידרותיופן (2-אצטילתיופן-3-חומצה קרבוקסילית מתיל אסטר).
הוסף מתיל תיואצטאט ל-dimethylformamide (DMF), הוסף כמות מסוימת של זרז אמוניום סולפט, ערבב וחמם לפרק זמן מסוים כדי ליצור 2-אמינו-5-(אצטיל)-2,{ {3}}די הידרותיופן. לאחר סיום התגובה, כוונן את תמיסת התגובה לחומציות חלשה, ולאחר מכן הוסף אותה לתערובת החומצה הפרכלורית, ונער את בקבוק התגובה קדימה ואחורה. לבסוף, החלק הבלתי מסיס במים בתמיסת התגובה הוסר וייבש כדי להשיג את מוצר המטרה.
(2.) השלב השני הוא תגובת האצילציה של 2-אמינו-5-אצטילתיופן.
הוסף אשלגן הידרוקסיד (KOH) לתמיסת התגובה והתאם את ה-pH ל-10-11. לאחר מכן, בנזואיל כלוריד הוסף טיפה בתמיסה וחומם במשך 30 דקות. לאחר התגובה, תמיסת התגובה חומצה בחומצה הידרוכלורית מדוללת, וחומר מוצק ירד.
(3.) השלב השלישי הוא סינתזה של חומצה 5-אצטיל-2-תיופניבורונית.
המגיבים הומסו שוב ושוב במים ובגרפיט לצורך התייבשות, ולאחר מכן הוסיפו בורון טריהידרוקסיד (BHA) לצורך אורתובורציה ליצירת פירולידונים מחוליפים.
לסיכום, שיטת קנור סינתזה של חומצה 5-אצטיל-2-תיופניבורונית כוללת בעיקר תגובות תלת-שלביות: סינתזה של 2-אמינו-5-(אצטיל)-2, 3-דיהידרוטיופן, 2-אמינו-5-תגובת אצטיל של תיאופן וסינתזה של חומצה 5-אצטיל-2-תיופניבורונית.
2. תגובת הבורילציה: 5-ברומו-2'-acetylthiophene ו-PinBCl (2-ethylphenyltrifluoroboron) הגיבו ב-DMF בנוכחות טריביטילפוספין ואשלגן נתרן פחמתי לקבלת 5- אצטיל -2- חומצה בורונית תיופנית. להלן השלבים המפורטים של שיטת תגובת הבורילציה של חומצה 5-אצטיל-2-תיופניבורונית:
(1.) חומרי הכנה: 5-אצטיל-2-חומצה תיופנבורונית, פלדיום אצטט, טריפנילפוספין, נתרן קרבונט, נתרן הידרוקסיד, מתנול, אצטון, מים מזוקקים, גליל חנקן, קומקום תגובה, אמבט מים חמים, הפרדה משפך וכו'.
(2.) הכן את תמיסה של מגיבים: ממיסים 5-אצטיל-2- חומצה תיופנבורונית וטריפנילפוספין באציטון בהתאמה, ומערבבים היטב.
(3.) מלאו את הכור בגז חנקן.
(4.) הוסף נתרן קרבונט לקומקום התגובה, ולאחר מכן הוסף מתנול.
(5.) מוסיפים פלדיום אצטט ומערבבים.
(6.) הוסף את הנוזל המעורב של 5-אצטיל-2-חומצה תיופנבורונית וטריפנילפוספין, וערבב.
(7.) הגדר את אמבט המים החמים לטמפרטורה המתאימה.
(8.) השתמשו בגז חנקן כדי לשטוף את הגז בתוך הכור עד שנראות בועות, המעידות על כך שהתגובה החלה.
(9.) הוסף את תערובת התגובה לתוך הכור. בהתחשב במצב ההצפה, מומלץ להוסיף רק 1/3 מהכור.
(10.) העלו את הטמפרטורה של אמבט המים החמים לטמפרטורה המתאימה.
(11.) תערובת התגובה עורבלה.
(12.) עקוב אחר שינוי הטמפרטורה והצבע של תערובת התגובה במהלך התגובה.
(13.) לאחר התגובה, השתמש במים מזוקקים ובנתרן הידרוקסיד כדי לחלץ את תערובת התגובה, ולאחר מכן השתמש במשפך הפרדה כדי להפריד את המוצר המופרד מהשכבה התחתונה.
(14.) המוצר המבודד מיובש ומטוהר.
(15.) לבסוף, השתמשו בשיטה כדי לאשר את המבנה והטוהר של המוצר.
בקיצור, מדובר בתגובה כימית מסובכת יחסית, הדורשת מהמדענים טכניקות ניסויים כימיות גבוהות וידע בטיחותי על מנת לבצע את תגובת הסינתזה בצורה חלקה.
3. תגובת סוזוקי: תגובת סוזוקי היא תגובת צימוד מזרזת פלדיום נפוץ שניתן להשתמש בה כדי לסנתז תרכובות ארומטיות. זה מושג על ידי תגובה של תרכובות אורגניות המכילות בורון (כגון בוראטים) עם פחמימנים ארומטיים הלוגנים תחת קטליזה של ליגני פלדיום.
להלן שלבי התגובה של סוזוקי עבור חומצה 5-אצטיל-2-תיופנבורונית:
(1.) הכנת מגיבים: הכן 5-אצטיל-2- חומצה תיופנבורונית ופחמימנים ארומטיים הלוגנים, כגון בנזן ברומיד.
(2.) תנאי תגובה: התגובה מתבצעת בממס מעורב של אתנול ומים, ומוסיפים פלדיום ליגנד וזרז אשלגן קרבונט.
(3.) תהליך תגובה: לאחר 20-30 דקות, התחל להוסיף פחמימנים ארומטיים הלוגניים, ושמור על טמפרטורת התגובה על 80-100 מעלות. לאחר התגובה התקררה התמיסה לטמפרטורת החדר.
(4.) בידוד מוצר: מסננים את הזרז, שטפו את המשקעים במים ואתנול כדי להסיר תרכובות שלא הגיבו.
(5.) טיהור המוצר: המוצר טוהר על עמודת סיליקה ג'ל פרסיליקט בממס מעורב של כלורופורם/מתנול.
4. החמצון של 5-אצטיל-2-תיופנול: 5-אצטיל-2-תיופנול מגיב עם חומצה חנקתית לקבלת 5-ניטרו-2-אצטילתיופן, לאחר מכן הופחת עם חומצה חנקנית, ולאחר מכן פרוטונציה לקבלת חומצה 5 -אצטיל-2-תיופנבורונית.
השלבים הספציפיים הם כדלקמן:
(1.) ראשית, ממיסים 5-אצטיל-2-תיופנול במתנול ומוסיפים תמיסת NaOH, מערבבים כדי לערבב.
(2.) מחממים את התמיסה ל-90 מעלות, ומוסיפים לאט H2O2 טיפה.
(3.) לאחר הוספת H2O2 טיפה, המשך לחמם את התמיסה עד להשלמת התגובה ליצירת חומצה 5-אצטיל-2-תיופנבורונית.
(4.) תערובת התגובה צוננה לטמפרטורת החדר, וחומצה 5-אצטיל-2- תיופנבורונית חולצה עם אתיל אצטט.
(5.) השכבה האורגנית סוננה ורוכזה, ולבסוף שקעה עם אתנול.
האמור לעיל הם השלבים המפורטים של שיטת החמצון של 5-אצטיל-2-תיופנול של חומצה 5-אצטיל-2-תיופניבורונית.