Борная кислота - Borinic acid

Борная кислота
Имена
Другие имена
Боранол, гидроксиборан, дигидридогидроксидобор
Идентификаторы
3D модель (JSmol )
ЧЭБИ
141192
Свойства
BЧАС3О
Молярная масса29.83 г · моль−1
реакция в воде
Структура
искаженная тригональная бипирамида
Родственные соединения
Родственные соединения
Бороновая кислота
Борная кислота
Если не указано иное, данные для материалов приводятся в их стандартное состояние (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
☒N (что проверятьY☒N ?)
Ссылки на инфобоксы
Борная кислота содержит ОН
Общий эфир бориновой кислоты

Борная кислота ЧАС
2BOH, также известен как борная кислота, является оксикислотой бор с формулой ЧАС
2BOH. Borinate является ассоциированным анионом бора с формулой ЧАС
2BO−
, однако будучи льюисовая кислота форма в основном решении ЧАС
2В (ОН)−
2.

Борная кислота может быть образована на первом этапе гидролиз из диборан.[1] BH3+ H2О → ЧАС2BOH + H2 Сама по себе борная кислота нестабильна и существует всего несколько секунд во время реакции гидролиза. Однако с помощью микроволновой спектроскопии можно определить различные свойства. Расстояние B-O составляет 1,352 Å, расстояние O-H 0,96 Å, длина B-H, вероятно, составляет 1,2 Å. Угол между связями у атома кислорода BOH = 112 °, а углы у бора равны цис-HBO 121 ° и транс-HBO = 117 °. Дипольный момент 1,506 Дебай.[2]

Борная кислота может образовывать сложные эфиры, такие как метоксиборан. Это тоже нестабильно, длится около десяти секунд. Он может быть образован нагреванием диборан и метанол газ вместе.[3]

Заменяя органические компоненты вместо водорода, можно получить более обычные бориновые кислоты (содержащие RR'BOH) или сложные бориновые эфиры (RR'BOR "). Сложные эфиры будут иметь тенденцию быть стабильными в кислых условиях, но в щелочных условиях атом бора может получить отрицательный заряд и присоединить две гидроксильные группы или две сложноэфирные связи. RR'B−(ОЙ)2 или RR'B−(ИЛИ")2. Анионный боринат-ион может очень легко образовывать сложные эфиры с диолы такие как этиленгликоль или сахара.[нужна цитата ]

Именование

Название IUPAC для борной кислоты - уникальное название кислоты.[4] Ангидриды называются дибороксанами, H2БОБХ2, в качестве основного соединения и H, который может быть замещен, например тетраэтилдибороксан, как ангидрид диэтилбориновой кислоты. Стандарт органического наименования в синей книге допускает замену скелета, если название короче: 3-борапентан-3-ол по сравнению с диэтилборной кислотой. Группировка -BH-O-BH2 называется дибороксанил. Замена серы на кислород дает боринтиоевую кислоту (H2BSH). (диметилборанил) окси используется для группы (CH3)2B-O- и метил (гидрокси) боранил для группы CH3В (ОН) -.

Формирование

Есть несколько способов производства замещенных борных кислот.[5]

Во-первых, бориновые кислоты могут быть получены из окисляющих исходных материалов триалкилборана [R3B] при воздействии влажного воздуха или обработки йодом, который образует диалкилиодоборан [R2БИ]. Затем гидролиз приводит к бороновой кислоте (R2BOH).[5] Триалкилбораты [(RO)3B] или триалкоксибороксин [(ROBO)3] может быть восстановлен до борной кислоты с помощью Реактив Гриньяра. Реагенты Гриньяра также могут восстанавливать эфир бороновой кислоты [RB (OR ')2] в эфир бориновой кислоты.[5]

Bu3B + N2CHCOR → BuCH = C (R) OBBu2

Bu3B + CH2 = CHCOCH3 → BuCH2CH = C (CH3) OBBu2

RCOC2H5 + R2BOTf → RC (OBR2) = CHCH3

(Tf = Трифторметансульфонат )

[Z] енолят дает синальдол при взаимодействии с альдегидом, тогда как [E] енолят дает и антиальдол

Диалкилхлорид бора (R2BCL) и третичный амин реагируют с кетонами с образованием енолборината.[6]

Триалкоксиборан может реагировать с содержащими литий органическими молекулами для удаления лития и одной или двух алкоксигрупп с образованием бороновых и бориновых эфиров.[7]

Требуется очистка смесей, образующихся в результате реакций, поскольку часто также образуются сложные эфиры бороновой кислоты, которые смешиваются с эфирами бориновой кислоты.[5] Методика Летсингер растворяют смесь в эфире и осаждают эфир бориновой кислоты, образуя комплекс с аммиаком. Лечение с этаноламин в конечном итоге образует аминоэтилборинат.[5]

Соединения

р2BOR 'борная кислота R '= Hангидридсложные эфиры R '
рводород-O-аминоэтилэтилн-пропилн-бутил3-метилпропил1-метилпропилфенилэтиленгликольметил8-хинолинил
фенилпроверятьY[8]проверятьY cas 524-95-8проверятьY cas 43185-52-0проверятьYпроверятьY cas 15323-04-3проверятьYпроверятьYпроверятьYпроверятьY cas 13471-36-8SID 535455
о-толилпроверятьYпроверятьY
м-толилпроверятьY
п-толилпроверятьY[9]проверятьY
п-анизилпроверятьYпроверятьY[10]проверятьY
п-бифенилпроверятьYпроверятьY[11]проверятьY
п-хлорфенилпроверятьY cas 89566-59-6проверятьY[12]проверятьY cas 61733-90-2проверятьY cas 564483-61-0
3-хлорфенилпроверятьY cas 433338-06-8
α-нафтилпроверятьYпроверятьY[13]проверятьY[14] cas 6962-88-5
β-нафтилпроверятьYпроверятьY[10]
п-бромфенилпроверятьYпроверятьY[10]проверятьY[15]
2-метил-5-хлорфенилпроверятьYпроверятьY[12]
2-тиенил[16] SID 3881207SID 8142470
мезитилsid 4278417 CAS 20631-84-9[17][18][19]
метилпроверятьY cas 13061-97-7проверятьY cas 86610-16-4проверятьY cas 4443-43-0
этилпроверятьY cas 4426-31-7проверятьY[20] 7318-84-5проверятьY cas 7397-46-8
аллилпроверятьY
н-бутилпроверятьY cas 1189-31-7проверятьY[21]cas 19324-14-2проверятьY cas 2344-21-0проверятьYпроверятьYпроверятьYпроверятьYпроверятьYпроверятьY cas 2344-21-0
4-метилбутилпроверятьY
2-хлорвинилпроверятьYпроверятьY[22]
3,5-диметилфенилпроверятьY[23]
пропилпроверятьY cas 53678-60-7проверятьY cas 2938-89-8
1-метилпропилcas 4026-69-1
2-метилпропилcas 4026-82-8

2-АПБ

2-аминоэтил-дифенилборинат

2-аминоэтил-дифенилборинат также известный как 2-APB, ингибирует переходные потенциальные каналы рецепторов.[24] Этот вид торможения исследуется, чтобы найти способы лечения рак простаты. Особенно TRPM7. 2-APB может работать как катализатор для добавления алкильной группы из алкилгалогенида к полиолу или углеводу, который содержит цис-вицинальный диол, в определенное положение. Он делает это, сначала объединяя с двумя гидроксигруппами, чтобы сделать кольцо, содержащее OCCOB−.[25] Он также может вызвать реакцию хлорангидрида или хлорформиата в определенной области диола.[26]

Дифенилборная кислота

Дифенилборная кислота была открыта в 1894 году Михаэлисом, который получил ее путем гидролиза хлорида. Летцингер определил его свойства в 1955 году.[5]

Дифенилборная кислота имеет очень высокое сродство к катехинам по сравнению с углеводами.[27]

Дифенилборная кислота может катализировать конденсацию пировиноградные кислоты с участием альдегиды дать замененный изотетроновая кислота.[28]

Дифенилбориновая кислота является ингибитором нескольких ферментов, таких как α-химотрипсин, субтилизин БПН ' и трипсин.[29]

Боринат радикал

Боринатные радикалы (RR'BO·) может образоваться при разложении пероксиборината.[30]

Другие соединения

Другие соединения включают метокси (диметил) боран, метокси (метил) бор, метокси (метилиден) боран (с двойной связью C = B).[31]

[C5ЧАС5BR]− использует B− быть эквивалентным углероду в ароматическом бензолоподобном кольце. Это тоже называется боринатом. 1-метил и 1-фенилборнаты могут образовывать некоторые из немногих таллийорганических (I) соединений.[32]

HB (C6F5) 2 + фосфиноспирт → тБу2п+HCH2C (CH3)2OB−H (C6F5)2 → H2 + тБу2PCH2C (CH3)2OB (C6F5)2 и то же самое для тБу2PCH2C (CF3)2OB (C6F5)2[33]

ди-трис (трет-бутокси) силоксибориновая кислота HOB [OSi (O (t) Bu)3]2 может быть получен из трибутоксибората и трибутоксисилоксана. Он может образовывать очень сложный кристалл с Cp2Zr (Me) [OB [OSi (O (t) Bu)3]2]2.[34]

Дибориновые кислоты имеют две группы RBOH, связанные вместе органической связью, такой как дифенил или фенил.[35]

Приложения

1,1,1,3,3,3-Гексафторизопропилбис (пентафторфенил) боринат может значительно увеличить растворимость LiF за счет образования комплекса с F− анион.[36] Это может улучшить литиевые батареи.

Эфиры бориновой кислоты исследуются как ингибиторы роста бактерий.[37] из-за их способности отключать некоторые бактериальные ферменты, такие как менахинон метилтрансфераза и CcrM.[38] Это может привести к разработке методов местного нанесения на кожу.[39]

использованная литература

  1. ^ Weiss, H.G .; Шапиро, И. (5 марта 1953 г.). «Механизм гидролиза диборана в паровой фазе1». Журнал Американского химического общества. 75 (5): 1221–1224. Дои:10.1021 / ja01101a061.
  2. ^ Кавасима, Ёсиюки; Такео, Харутоши; Мацумура, Чи (1 января 1981 г.). «Микроволновый спектр борной кислоты BH.2ОЙ". Журнал химической физики. 74 (10): 5430. Bibcode:1981ЖЧФ..74.5430К. Дои:10.1063/1.440947.
  3. ^ Kawashima, Y .; Takeo, H .; Мацумура, К. "Микроволновый спектр метоксиборана, Швейцария".3OBH2". HDL:1811/16666. Цитировать журнал требует | журнал = (Помогите)
  4. ^ Коннелли, Нил Дж .; Дамхус, Туре; Hartshorn, Ричард М .; Алан Т. Хаттон (2005). «Таблица IR-8.1 Допустимые общеупотребительные наименования». Номенклатура неорганической химии. Международный союз теоретической и прикладной химии. п. 127. ISBN  0-85404-438-8.
  5. ^ а б c d е ж Повлок, Томас Пол (август 1960). «Бороксины: их реакции и стабильность кольца» (PDF). Получено 5 октября 2013.
  6. ^ Браун, Герберт C; Райдж К. Дхар (16 марта 1989 г.). «Главный эффект уходящей группы в диалкилхлоридах бора и трифлатах в контроле стереоскопического превращения кетонов в [E] или [Z] - енол боринаты» (PDF). Получено 25 сентября 2013.
  7. ^ Дельбрайель, Доминик (15 июня 2010 г.). «Производство бороновых кислот в промышленных масштабах» (PDF). Архивировано из оригинал (PDF) 28 июня 2013 г.. Получено 5 октября 2013.
  8. ^ Ланге, Томас; Бёме, Уве; Роуэр, Герхард (2002). «Кристаллическая структура тетрафенилдибороксана и мономера дибороксана». Связь по неорганической химии. 5 (6): 377–379. Дои:10.1016 / S1387-7003 (02) 00402-1.
  9. ^ Эрбес, Майкл; Клаус Форстингер; Андреас Меудт (31 октября 2002 г.). «Способ получения бороновой и борной кислот». Патент США 20020161230. Получено 15 октября 2013.
  10. ^ а б c Повлок, Томас Пол (август 1960). «Бороксины: их реакции и стабильность кольца» (PDF). Получено 5 октября 2013. ссылка 24
  11. ^ Повлок, Томас Пол (август 1960). «Бороксины: их реакции и стабильность кольца» (PDF). Получено 5 октября 2013. ссылка 25
  12. ^ а б Повлок, Томас Пол (август 1960). «Бороксины: их реакции и стабильность кольца» (PDF). Получено 5 октября 2013. ссылка 26
  13. ^ Повлок, Томас Пол (август 1960). «Бороксины: их реакции и стабильность кольца» (PDF). Получено 5 октября 2013. ссылка 5
  14. ^ Повлок, Томас Пол (август 1960). «Бороксины: их реакции и стабильность кольца» (PDF). Получено 5 октября 2013. ссылка 9
  15. ^ Повлок, Томас Пол (август 1960). «Бороксины: их реакции и стабильность кольца» (PDF). Получено 5 октября 2013. ссылка 2
  16. ^ Низкий, Джон Николсон; Масгрейв, Оливер; Уорделл, Джеймс (15 февраля 2000 г.). «(2-Аминоэтокси) бис (2-тиенил) бор». Acta Crystallographica Раздел C. 56 (2): e63. Дои:10.1107 / S0108270100000482.
  17. ^ Берч, Сэмюэл Дж .; Босс, Салли Р .; Коул, Сара С .; Коулз, Мартин П .; Хей, Роберт; Хичкок, Питер Б.; Уитли, Эндрю Э. Х. (1 января 2004 г.). «Структурные характеристики цинкорганических комплексов, включающих N, N? -Бидентатные лиганды». Dalton Transactions (21): 3568–3574. Дои:10.1039 / B410945G. PMID  15510278.
  18. ^ Кульман, Матиас; Баумгартнер, Томас; Парвез, Масуд (7 июня 2008 г.). «Новый полиморф димезитилборной кислоты». Acta Crystallographica Раздел E. 64 (7): o1185. Дои:10.1107 / S1600536808015638. ЧВК  2961869. PMID  21202827.
  19. ^ Weese, Kenneth J .; Bartlett, Ruth A .; Мюррей, Брендан Д .; Олмстед, Мэрилин М .; Пауэр, Филип Р. (1 июля 1987 г.). «Синтез и спектроскопические и структурные характеристики производных квазиалкоксидного лиганда [OBMes2] - (Mes = 2,4,6-Me3C6H2)». Неорганическая химия. 26 (15): 2409–2413. Дои:10.1021 / ic00262a015.
  20. ^ Повлок, Томас Пол (август 1960). «Бороксины: их реакции и стабильность кольца» (PDF). Получено 5 октября 2013. ссылка 28
  21. ^ Повлок, Томас Пол (август 1960). «Бороксины: их реакции и стабильность кольца» (PDF). Получено 5 октября 2013. ссылка 17
  22. ^ Повлок, Томас Пол (август 1960). «Бороксины: их реакции и стабильность кольца» (PDF). Получено 5 октября 2013. ссылка 29
  23. ^ Винкль, Д. (2001). "бороновые кислоты могут быть использованы в качестве жизнеспособной альтернативы бориновым кислотам в реакциях сочетания Сузуки". Исследования и разработки в области органических процессов. 5 (4): 450–451. Дои:10.1021 / op010207s.
  24. ^ Карбоновые кислоты - достижения в исследованиях и применении. 2012. с. 93. ISBN  9781464993923.
  25. ^ Чан, Лина; Тейлор, Марк С. (17 июня 2011 г.). «Региоселективное алкилирование производных углеводов, катализируемое производным диарилборной кислоты». Органические буквы. 13 (12): 3090–3093. Дои:10.1021 / ol200990e. PMID  21591630.
  26. ^ Ли, Дорис; Тейлор, Марк С. (23 марта 2011 г.). "Региоселективное ацилирование производных углеводов, катализируемое борной кислотой". Журнал Американского химического общества. 133 (11): 3724–3727. Дои:10.1021 / ja110332r. PMID  21355584.
  27. ^ Чудзинский, Майкл Г .; Чи, Юэчуань; Тейлор, Марк С. (1 января 2011 г.). «Бориновые кислоты: забытый класс борорганических соединений для распознавания диолов в водном растворе». Австралийский химический журнал. 64 (11): 1466. Дои:10.1071 / CH11294.
  28. ^ Ли, Дорис; Ньюман, Стивен Дж .; Тейлор, Марк С. (3 декабря 2009 г.). "Катализируемые бором прямые альдольные реакции пировиноградных кислот". Органические буквы. 11 (23): 5486–5489. Дои:10.1021 / ol902322r. PMID  19904926.
  29. ^ Штайнер, Стивен Дж .; Бьен, Джеффри Т .; Смит, Брэдли Д. (1 октября 1994 г.). «Дифенилборная кислота - сильный ингибитор сериновых протеаз». Письма по биоорганической и медицинской химии. 4 (20): 2417–2420. Дои:10.1016 / S0960-894X (01) 80401-7.
  30. ^ Робин Хикс (2 августа 2011 г.). Стабильные радикалы: основы и прикладные аспекты соединений нечетных электронов. Джон Уайли и сыновья. п. 518. ISBN  9781119956969.
  31. ^ «Подобные соединения». Получено 4 октября 2013.
  32. ^ Жаниак (1997). «Химия (Органо) таллия (I) и (II): синтезы, структуры, свойства и применение комплексов субвалентного таллия с алкильными, циклопентадиенильными, ареновыми или гидротрис (пиразолил) боратными лигандами». Обзоры координационной химии. 163: 124. Дои:10.1016 / с0010-8545 (97) 00011-8.
  33. ^ Чепмен, Энди М .; Haddow, Mairi F .; Ортон, Джонатан П. Х .; Васс, Дункан Ф. (1 января 2010 г.). «Легкое высвобождение дигидрогена из пар Льюиса фосфиноборинатного эфира». Dalton Transactions. 39 (27): 6184–6. Дои:10.1039 / c0dt00513d. PMID  20544115.
  34. ^ Fujdala, KL; Оливер, А.Г .; Hollander, F.J .; Тилли, Т. Д. (24 февраля 2003 г.). «Трис (трет-бутокси) силоксипроизводные бора, включая борную кислоту HOB [OSi (O (t) Bu) (3)] (2) и комплекс металла (силокси) борилоксида Cp (2) Zr (Me) OB [OSi (O (t) Bu) (3)] (2): замечательная кристаллическая структура с 18 независимыми молекулами в ее асимметричной единице ». Неорганическая химия. 42 (4): 1140–1150. Дои:10.1021 / ic0205482. PMID  12588150.
  35. ^ Сузуки, Акинобу З .; Соичиро Одзаки, Дзюн-Ити Гото Кацухико Микисиба (15 февраля 2010 г.). «Синтез бисборных соединений и их сильное ингибирующее действие на поступление кальция в хранилище». Письма по биоорганической и медицинской химии. 20 (4): 1395–1398. Дои:10.1016 / j.bmcl.2009.12.108. PMID  20097561.
  36. ^ McBreen, J .; Х. С. Ли; X. Q. Ян (2003). "Боринаты: новое семейство анионных комплексообразователей" (PDF). Электрохимическое общество, Inc.. Получено 25 сентября 2013.
  37. ^ Bailey, P.J .; G Cousins; G A Снег; А. Дж. Уайт (апрель 1980 г.). «Борсодержащие антибактериальные агенты: влияние на рост и морфологию бактерий в различных условиях культивирования». Противомикробные препараты и химиотерапия. Американское общество микробиологии. 17 (4): 549–553. Дои:10.1128 / aac.17.4.549. ЧВК  283830. PMID  6994634.
  38. ^ 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 бориновой кислоты как ингибиторов роста бактериальных клеток и бактериальных метилтрансфераз, CcrM и MenH». Журнал медицинской химии. 48 (23): 7468–7476. Дои:10.1021 / jm050676a. PMID  16279806.
  39. ^ 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., Мейплз К.Р. (2006). «Идентификация нового борсодержащего антибактериального агента (AN0128) с противовоспалительной активностью для потенциального лечения кожных заболеваний». Биоорг. Med. Chem. Латыш. 16 (23): 5963–7. Дои:10.1016 / j.bmcl.2006.08.130. PMID  16997550.

Дополнительное чтение

  • Димитриевич, Елена; Тейлор, Марк С. (3 мая 2013 г.). «Боровоорганические кислоты и их производные как катализаторы органического синтеза». Катализ ACS. 3 (5): 945–962. Дои:10.1021 / cs4000848. Обзор использования борной кислоты в качестве катализатора
  • Рот, HJ; Миллер, Б. (сентябрь 1964 г.). «Синтез фенил- и тиенилзамещенных бороновой и борной кислот». Archiv der Pharmazie. 297 (9): 513–523. Дои:10.1002 / ardp.19642970902. PMID  14341914. S2CID  95181696.