4-디벤조티오펜보론산화학식 C12H9BO2S, CAS 108847-20-7을 갖는 유기 화합물입니다. 이는 특정 매운 냄새가 나는 흰색 또는 거의 흰색의 고체입니다. 분자 구조에는 붕산 그룹과 디페닐 황 그룹이 포함되어 있습니다. 자연발화하지 않으며 상온에서는 안정하지만, 고온이나 공기에 노출되면 분해 또는 산화반응을 일으킬 수 있습니다. 산성이며 알칼리와 반응하여 염을 형성할 수 있습니다. 아조 염료, 프탈로시아닌 염료, 형광 염료 등의 염료 및 안료를 합성하는 데 사용할 수 있습니다.
이러한 염료 및 안료는 밝은 색상과 우수한 견뢰도를 가지며 직물, 가죽, 종이 등과 같은 염색 및 인쇄 재료에 사용할 수 있습니다. 농업 분야에서 광범위한 응용 가능성을 가지고 있으며 작물 보호, 성장 및 발달 촉진, 스트레스 저항성 향상, 토양 환경 개선, 농업 잔류물 제어 및 농산물 가공의 효율성 및 품질 향상에 중요한 역할을 합니다.
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C.F |
C12H9BO2S |
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E.M |
228 |
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M.W |
228 |
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m/z |
228 (100.0%), 227 (24.8%), 229 (13.0%), 230 (4.5%), 228 (3.2%), 229 (1.1%) |
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E.A |
C, 63.20; H, 3.98; B, 4.74; O, 14.03; S, 14.06 |
환경오염물질 검출 및 분석
유기 붕소 화합물로서 독특한 화학 구조는 환경 오염 물질 탐지에 중요한 역할을 할 수 있습니다. 오늘날 점점 심각해지는 환경 오염 속에서 환경 오염 물질을 정확하고 신속하게 탐지하고 분석하는 것은 환경 보호와 거버넌스에 매우 중요합니다.
마커로서:4-디벤조티오펜보론산특정 화학 반응을 통해 특정 환경 오염 물질과 결합하여 쉽게 감지하고 식별할 수 있는 화합물을 형성할 수 있습니다. 이러한 결합 반응은 감지 감도를 향상시킬 뿐만 아니라 오염 물질의 유형과 농도를 결정하는 데에도 도움이 됩니다.
센서의 경우: 화학적 특성을 기반으로 환경 오염 물질을 감지하기 위한 센서를 개발할 수 있습니다. 이러한 센서는 환경 내 오염물질 농도를 실시간으로 모니터링하여 환경 보호 부서에 적시에 정확한 데이터 지원을 제공할 수 있습니다.
환경 개선 및 거버넌스
환경 개선 및 거버넌스 측면에서 다음과 같은 역할을 할 수 있습니다.
오염 물질 분해 촉진: 오염 물질의 생분해 과정에 참여하는 특정 미생물 또는 효소의 보조 인자 역할을 할 수 있습니다. 오염물질의 생분해를 촉진함으로써 환경 중 오염물질의 농도를 크게 줄여 환경의 질을 향상시킬 수 있습니다.
흡착제: 특정 화학 구조와 표면 특성을 가지며 특정 오염 물질에 대한 흡착 능력을 나타낼 수 있습니다. 환경정화용 흡착제로 사용하면 물 속의 중금속 이온, 유기오염물질 등 유해물질을 효과적으로 제거할 수 있습니다.
광촉매 반응에 참여: 광촉매 반응에서는 오염물질의 광촉매 분해를 촉진하기 위한 광감작제 또는 촉매 역할을 할 수 있습니다. 이 분해 방법은 고효율과 환경 보호라는 특징을 갖고 있으며 환경 복원 분야의 연구 핫스팟 중 하나입니다.
환경 모니터링 및 평가
환경 모니터링 및 평가는 환경 보호 작업의 중요한 구성 요소입니다. 환경 모니터링 및 평가에서 가능한 역할은 다음과 같습니다.
지표로서 특정 환경 오염물질에 대한 특정한 반응성을 가질 수 있으므로 환경 모니터링의 지표로 사용될 수 있습니다. 환경의 농도 변화를 모니터링함으로써 오염물질의 존재 여부와 농도 수준을 간접적으로 반영할 수 있습니다.
위험 평가에 참여: 환경 위험 평가 과정에서 오염물질이 환경과 생태계에 미치는 영향을 평가하는 평가 요소 중 하나로 사용될 수 있습니다. 오염물질의 성질, 농도, 기타 반응성 등의 요소를 종합적으로 고려함으로써 환경 위험 수준을 보다 정확하게 평가할 수 있습니다.
환경교육 및 홍보
환경 교육과 홍보는 환경 보호에 대한 대중의 인식을 높이고 환경 보호 활동을 촉진하는 중요한 수단입니다. 환경 교육 및 홍보에서 가능한 역할은 다음과 같습니다.
교육 사례: 환경 과학 및 화학과 같은 관련 학문을 교육할 때 환경 보호에 대한 적용과 중요성을 소개하는 교육 사례 중 하나로 사용할 수 있습니다. 사례 분석을 통해 학생들은 환경 보호의 시급성과 필요성을 더 잘 이해할 수 있습니다.
과학 대중화를 위해: 과학 대중화 활동에서 과학의 화학적 특성과 응용 사례를 활용하여 환경 보호 지식을 대중에게 대중화할 수 있습니다. 생생하고 흥미로운 과학 대중화 콘텐츠를 통해 환경 보호에 대한 대중의 관심과 열정을 자극할 수 있습니다.
식물 성장 조절제
식물 성장 촉진: 붕소는 식물 성장에 필수적인 미량 원소 중 하나이며 식물 성장과 발달에 중요한 역할을 합니다. 일반 붕소 비료와는 다르지만, 여기에 포함된 붕소 원자는 어떤 메커니즘을 통해 식물 성장을 촉진할 수 있습니다. 예를 들어, 식물 내의 대사 과정에 참여하여 식물 호르몬의 합성과 수송에 영향을 미쳐 식물 성장 속도와 형태를 조절할 수 있습니다.
작물 스트레스 저항성 향상: 붕소는 작물 스트레스 저항성 향상에 긍정적인 영향을 미칩니다. 작물의 항산화 능력을 강화하고 세포의 삼투압을 조절하며 가뭄, 염분, 해충 및 질병과 같은 역경에 대한 저항력을 향상시킬 수 있습니다.
토양개량 및 비료개발
토양 붕소 보충제: 붕소가 부족한 토양의 경우 붕소 원소의 보충제로 사용할 수 있습니다. 토양에 시용함으로써 토양 내 붕소 함량을 증가시킬 수 있고, 토양의 영양 상태를 개선할 수 있으며, 식물에 충분한 붕소 원소를 제공할 수 있습니다.
비료 활용 효율성 향상: 토양의 다른 영양소와 상호 작용하여 비료 활용 효율성을 향상시킬 수 있습니다. 예를 들어, 질소비료, 인비료 등과 함께 시너지 효과를 발휘하여 식물의 이러한 영양소 흡수 및 활용을 촉진할 수 있습니다.
산화환원법은 합성에 일반적으로 사용되는 방법이다.4-디벤조티오펜보론산. 이 방법은 일반적으로 티오페놀을 원료로 사용하고 산화반응을 통해 생성물을 얻는다.
합성 전 준비:
필요한 원료와 티오페놀, 산화제, 용매 등의 시약과 반응솥, 교반기, 온도계 등의 실험장비를 준비합니다.
산화 반응:
티오페놀을 용매에 녹이고 적당량의 산화제를 첨가한 후 산화반응을 시작한다. 산화제는 과산화물, 산소, 질산 등이 될 수 있고, 용매는 알코올, 에테르, 케톤 등과 같은 유기 용매가 될 수 있습니다.
분리 및 정제:
반응이 완료된 후, 반응액을 여과하여 고체촉매와 여액을 분리한다. 여액을 증발시키고 농축하여 조 생성물을 얻었다.
환원 반응:
조생성물을 용매에 녹인 후 적당량의 환원제를 첨가하고 환원반응을 시작한다. 환원제로는 금속수소화물, 알코올계 보레이트 에스테르 등을 사용할 수 있으며, 용매는 위와 동일하다.
결정화 건조:
반응이 완료된 후, 반응액을 여과하여 촉매와 여액을 분리한다. 여액을 증발시키고 농축하여 결정을 얻습니다. 결정을 건조하여 최종 제품을 얻습니다.
화학 방정식:
C6H5SH+산화제 → C6H4(OH)S(O)xH + H2O
(C6H4(OH)S(O)xH) + 환원제 → C6H4(오)비(오)2 + 제품별
이 중 C6H5SH는 티오페놀, Oxidant는 산화제, C6H4(OH)S(O)xH는 산화생성물, Reductor는 환원제, C6H4(OH)B(OH)2는 4DiBenziopheneboronic acid, By Product는 부산물을 나타낸다-.
설폰화법은 벤젠이나 디페닐설폰을 원료로 하고, 설폰화 반응을 통해 목적물을 얻는 생성물을 합성하는 방법이다.
합성 전 준비:
벤젠이나 디페닐술폰 등 필요한 원료와 시약, 술폰화제, 용매는 물론 반응기, 교반기, 온도계 등의 실험 장비를 준비합니다.
술폰화 반응:
벤젠이나 디페닐술폰을 용매에 녹인 후 적당량의 술폰화제를 첨가하고 술폰화 반응을 시작합니다. 술폰화제는 황산, 클로로술폰산 등이 될 수 있고, 용매는 물, 유기용매 등이 될 수 있습니다.
분리 및 정제:
반응이 완료된 후 반응액을 상온으로 식힌 후 여과하여 불용성 불순물을 제거한다. 알칼리성 용액을 사용하여 여액의 pH 값을 중성으로 조정한 후 증발하고 농축하여 조생성물을 얻습니다.
대상제품으로의 전환:
조생성물을 유기용매에 녹인 후 적당량의 알칼리 또는 산성촉매를 첨가하여 전환반응을 진행한다. 촉매는 수산화나트륨, 수산화칼륨 또는 염산일 수 있습니다.
결정화 건조:
반응이 완료된 후, 반응액을 여과하여 촉매와 여액을 분리한다. 여액을 증발시키고 농축하여 결정을 얻습니다. 결정을 건조하여 최종 제품을 얻습니다.
화학 방정식:
C6H6+ 그래서3 → C6H4(그래서3H) + H2O
C6H4(그래서3H) + 2NaOH → C6H4(오)비(오)2+ Na2SO4 + 2H2O
이 중 C6H6은 벤젠을 나타내고, C6H4(SO3H)는 벤젠술폰산을 나타내고, C6H4(OH)B(OH)2는 생성물을 나타내고, Na2SO4는 황산나트륨을 나타낸다.
I. 기초단계(1950년대~1980년대)
유기붕소 화합물에 대한 연구는 19세기 중반에 시작되었습니다. 현대 유기붕소 화학의 주요 돌파구는 Herbert C.
1950년대 브라운(Brown)이 알킬 및 알케닐 보론산 합성의 기초를 마련했습니다. 1970년대부터 1980년대까지 Suzuki{4}}Miyaura 짝지음 반응은 점차적으로 완성되었습니다.
아릴보론산은 높은 안정성, 우수한 관능기 내성 및 낮은 독성으로 인해 탄소{0}}탄소 결합을 구성하는 핵심 시약이 되었으며, 헤테로고리형 보론산의 체계적인 개발을 주도했습니다.
황-함유 융합 방향족 탄화수소인 디벤조티오펜은 4 위치에서 높은 전자구름 밀도를 특징으로 하여 기능적 변형을 위한 핵심 사이트가 되고 주요 전구체인 4-브로모디벤조티오펜의 합성을 안내합니다.
II. 최초 합성 및 구조 검증(1990년대)
1990년대 초반 할로겐화 헤테로고리를 위한 리튬화-보릴화 기술이 성숙되면서,4-디벤조티오펜보론산최초로 합성되어 보고되었습니다.
지배적인 합성 경로는 4-브로모디벤조티오펜을 출발 물질로 채택합니다. -78도의 질소 보호 하에서 원료는 n-부틸리튬으로 리튬화되고 이어서 트리메틸 보레이트와 반응합니다.
산성화 및 컬럼 크로마토그래피 정제를 통해 목적 생성물을 얻었으며 수율은 약 82%입니다. 1995년경에 이 화합물은 CAS 번호 108847-20-7로 등록되어 화학 물질 목록에 공식적으로 포함되었습니다.
한편, NMR, XRD 등 특성화 기술을 통해 분자식(C₁₂H₉BO₂S)을 확인하고, 디벤조티오펜의 4번 위치에 보론산기가 결합되어 있음을 확인했다.
III. 애플리케이션 확장 및 프로세스 최적화(21세기 초~현재)
2000년 이후에는 OLED 재료, 제약 중간체 및 유기 촉매에 대한 수요가 급증하면서 대규모 생산이 촉진되었습니다.- 2010년에서 2015년 사이에 Miyaura 보릴화 방법(팔라듐-촉매, 비스(피나콜라토)디보론을 붕소 공급원으로 사용)이 점차 전통적인 리튬화 경로를 대체했습니다.
이는 보다 온화한 반응 조건과 보다 광범위한 작용기 호환성을 특징으로 하여 산업 생산에 적합합니다. 2015년부터 2020년까지 중국, 한국 및 기타 국가의 제조업체는 생산 공정을 최적화했습니다.
단일-용기 방법을 채택하여 절차를 단순화하고 비용을 절감하여 이 화합물을 비용 효율적인 -융합-고리 붕소산 구성 요소로 전환했습니다. 현재 이는 청색{4}}광 OLED 재료, 항종양 약물 중간체 및 유기 리간드의 합성에 널리 적용됩니다.
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