Lompat ke isi

Asam boronat

Ensiklopedia Pengetahuan Universitas Islam Sultan Agung
Revisi sejak 29 Agustus 2026 04.15 oleh Maintenance script (bicara | kontrib) (Presentation V4: sitasi, referensi, Math, Wikimedia Commons, dan atribusi)
(beda) ← Revisi sebelumnya | Revisi terkini (beda) | Revisi selanjutnya → (beda)
Struktur umum asam boronat, di mana R adalah substituen

Asam boronat adalah senyawa organik yang berhubungan dengan asam borat () di mana salah satu dari tiga gugus hidroksil (−OH) digantikan oleh gugus organil (diwakili oleh R dalam rumus umum .[1] Sebagai senyawa yang mengandung ikatan karbon–boron, anggota kelas ini termasuk dalam kelas organoborana yang lebih besar. Senyawa induk (dihidroksiborana) juga dikenal sebagai asam boronat, adalah zat perantara dalam hidrolisis diborana.[2][3] Senyawa ini mengalami disproporsionasi menjadi asam borat dan diborana, dengan waktu hidup fase gas 30 detik pada suhu kamar, meskipun dapat diisolasi di bawah −20 °C.[4][5][6]

Asam boronat bertindak sebagai asam Lewis. Ciri uniknya adalah kemampuannya membentuk kompleks kovalen reversibel dengan gula, asam amino, asam hidroksamat, dll. (molekul dengan donor basa Lewis visinal, (1,2) atau kadang-kadang (1,3) tersubstitusi (alkohol, amina, karboksilat)). pKa asam boronat adalah ~9, tetapi dapat membentuk kompleks boronat tetrahedral dengan pKa~7. Kadang-kadang digunakan dalam bidang pengenalan molekuler untuk mengikat sakarida untuk deteksi fluoresensi atau transportasi selektif sakarida melintasi membran.

Asam boronat banyak digunakan dalam kimia organik sebagai blok bangunan kimia dan zat perantara, terutama dalam reaksi penggandengan Suzuki. Konsep kunci dalam kimianya adalah transmetalasi residu organiknya menjadi logam transisi.

Senyawa bortezomib dengan gugus asam boronat adalah obat yang digunakan dalam kemoterapi. Atom boron dalam molekul ini merupakan substruktur kunci karena melalui atom boron tersebut, proteasom tertentu diblokir yang seharusnya dapat mendegradasi protein. Asam boronat diketahui berikatan dengan serina situs aktif dan merupakan bagian dari penghambat untuk lipase pankreas babi,[7] subtilisin,[8] dan protease Kex2.[9] Selain itu, turunan asam boronat merupakan kelas penghambat untuk tioesterase asil-protein manusia 1 dan 2, yang merupakan target obat kanker dalam siklus Ras.[10]

Struktur dan sintesis

Pada tahun 1860, Edward Frankland adalah orang pertama yang melaporkan preparasi dan isolasi asam boronat. Asam etilboronat disintesis melalui proses dua tahap. Pertama, dietilseng dan trietil borat bereaksi menghasilkan trietilborana. Senyawa ini kemudian teroksidasi di udara membentuk asam etilboronat.[11][12][13] Beberapa rute sintesis kini umum digunakan, dan banyak asam boronat yang stabil di udara tersedia secara komersial.

Asam boronat biasanya memiliki titik leleh yang tinggi. Asam ini rentan membentuk anhidrida dengan kehilangan molekul air, biasanya menghasilkan trimer siklik.

Contoh asam boronat
Asam boronat R Struktur Massa molekul Nomor CAS Titik leleh °C
Asam fenilboronat Fenil 121.93 98-80-6 216–219
Asam 2-tienilboronat Tiofen 127,96 6165-68-0 138–140
Asam metilboronat Metil 59,86 13061-96-6 91–94
Asam cis-propenilboronat propena 85,90 7547-96-8 65–70
Asam trans-propenilboronat propena 85,90 7547-97-9 123–127

Sintesis

Asam boronat dapat diperoleh melalui beberapa metode. Cara yang paling umum adalah reaksi senyawa organologam berbasis litium atau magnesium (reagen Grignard) dengan ester borat.[14][15][16][17] Misalnya, asam fenilboronat diproduksi dari fenilmagnesium bromida dan trimetil borat diikuti dengan hidrolisis.[18]

PhMgBr + B(OMe)3 → PhB(OMe)2 + MeOMgBr
PhB(OMe)2 + 2 H2O → PhB(OH)2 + 2 MeOH

Metode lain adalah reaksi arilsilana (RSiR3) dengan boron tribromida (BBr3) dalam transmetalasi menjadi RBBr2 diikuti dengan hidrolisis asam.

Metode ketiga adalah dengan reaksi yang dikatalisis paladium antara aril halida dan triflat dengan ester diboronil dalam reaksi penggandengan yang dikenal sebagai "reaksi borylasi Miyaura". Alternatif untuk ester dalam metode ini adalah penggunaan asam diboronat atau tetrahidroksidiborona ([B(OH2)]2).[19][20][21]

Ester boronat

Ester boronat adalah ester yang terbentuk antara asam boronat dan alkohol.

-Senyawa
Perbandingan antara asam boronat dan ester boronat
Rumus umum Struktur umum
Asam boronat RB(OH)2
Ester boronat RB(OR)2

Senyawa-senyawa tersebut dapat diperoleh dari ester borat[22] melalui kondensasi dengan alkohol dan diol. Asam fenilboronat dapat mengalami kondensasi sendiri menjadi trimer siklik yang disebut "trifenil anhidrida" atau "trifenilboroksin".[23]

Contoh ester boronat
Ester boronat Diol Rumus struktur Massa molar Nomor CAS Titik didih (°C)
Ester pinakol asam alilboronat pinakol 168.04 72824-04-5 50–53 (5 mmHg)
Ester trimetilena glikol asam fenilboronat trimetilena glikol 161.99 4406-77-3 106 (2 mm Hg)
Diisopropoksimetilborana isopropanol 144.02 86595-27-9 105 -107

Senyawa dengan struktur siklik beranggota 5 yang mengandung ikatan C–O–B–O–C disebut dioksaborolana dan senyawa dengan cincin beranggota 6 disebut dioksaborinana.

Penggunaan dalam kimia organik

Reaksi penggandengan Suzuki

Asam boronat digunakan dalam kimia organik dalam reaksi Suzuki. Dalam reaksi ini, atom boron menukar gugus arilnya dengan gugus alkoksi dari paladium. ][\text{Base}] R1-R2}\\ {}\end{matrix}</math>|}}

Penggandengan Chan–Lam

Dalam penggandengan Chan–Lam, asam alkil, alkenil, atau aril boronat bereaksi dengan senyawa yang mengandung N–H atau O–H dengan Cu(II) seperti tembaga(II) asetat dan oksigen serta basa seperti piridina[24][25] membentuk ikatan karbon–nitrogen atau ikatan karbon–oksigen baru, misalnya dalam reaksi 2-piridona dengan asam trans-1-heksenilboronat:

Urutan mekanisme reaksinya adalah deprotonasi amina, koordinasi amina ke tembaga(II), transmetalasi (perpindahan gugus alkil boron ke tembaga dan gugus tembaga asetat ke boron), oksidasi Cu(II) menjadi Cu(III) oleh oksigen dan akhirnya eliminasi reduktif Cu(III) menjadi Cu(I) dengan pembentukan produk. Dalam sistem katalitik, oksigen juga meregenerasi katalis Cu(II).

Penggabungan Liebeskind–Srogl

Dalam penggabungan Liebeskind–Srogl, ester tiol digabungkan dengan asam boronat untuk menghasilkan keton.

Adisi konjugat

Residu organik asam boronat merupakan nukleofil dalam adisi konjugat juga dalam kaitannya dengan logam. Dalam sebuah penelitian, ester pinakol dari asam alilboronat direaksikan dengan dibenzilidena aseton dalam adisi konjugat seperti ini:[26]

Sistem katalis dalam reaksi ini adalah tris(dibenzilidenaaseton)dipaladium(0) / trisikloheksilfosfin.

Penambahan konjugat lainnya adalah penambahan gramina dengan asam fenilboronat yang dikatalisis oleh dimer siklooktadiena rodium klorida:[27]

Oksidasi

Ester boronat dioksidasi menjadi alkohol yang sesuai dengan basa dan hidrogen peroksida (untuk contoh lihat: karbenoid)

Homologasi

  • Dalam homologisasi ester boronat, gugus alkil bergeser dari boron dalam boronat ke karbon:[28]

Dalam reaksi ini, diklorometillitium mengubah ester boronat menjadi boronat. Asam Lewis kemudian menginduksi penataan ulang gugus alkil dengan pertukaran gugus klorin. Akhirnya, reagen organologam seperti reagen Grignard secara efektif menggantikan atom klorin kedua yang menyebabkan penyisipan gugus RCH2 ke dalam ikatan C-B. Reaksi lain yang menampilkan migrasi alkil boronat adalah reaksi Petasis.

Pergeseran alil elektrofilik

Ester boronat alil terlibat dalam pergeseran alil elektrofilik yang sangat mirip dengan pendant silikon dalam reaksi Sakurai. Dalam satu penelitian, reagen dialilasi menggabungkan keduanya[29]:

Hidrolisis

Hidrolisis ester boronat kembali menjadi asam boronat dan alkohol dapat dilakukan dalam sistem tertentu dengan tionil klorida dan piridina.[30] Asam atau ester aril boronat dapat dihidrolisis menjadi fenol yang sesuai dengan reaksi dengan hidroksilamina pada suhu ruang.[31]

Reaksi penggandengan C–H

Senyawa diboron bis(pinakolato)diboron[32] bereaksi dengan heterosiklik aromatik[33] atau arena sederhana[34] menjadi ester arilboronat dengan katalis iridium [IrCl(COD)]2 (modifikasi katalis Crabtree) dan basa 4,4′-di-tert-butil-2,2′-bipiridin dalam reaksi penggandengan C-H misalnya dengan benzena:

Dalam satu modifikasi, arena bereaksi hanya menggunakan ekivalen stoikiometrik daripada kelebihan besar menggunakan pinakolborana yang lebih murah:[35]

Tidak seperti pada substitusi elektrofilik aromatik (EAS) biasa di mana efek elektronik mendominasi, Regioselektivitas dalam jenis reaksi ini semata-mata ditentukan oleh ukuran sterik kompleks iridium. Hal ini dimanfaatkan dalam meta-brominasi m-xilena yang menurut AES standar akan menghasilkan produk orto:[36]

Protonolisis

Protodeboronasi adalah reaksi kimia yang melibatkan protonolisis asam boronat (atau senyawa organoborana lainnya) di mana ikatan karbon-boron diputus dan digantikan dengan ikatan karbon-hidrogen. Protodeboronasi adalah reaksi samping yang tidak diinginkan dan sering dikaitkan dengan reaksi penggandengan yang dikatalisis logam yang menggunakan asam boronat (lihat reaksi Suzuki). Untuk asam boronat tertentu, kecenderungan untuk mengalami protodeboronasi sangat bervariasi dan bergantung pada berbagai faktor, seperti kondisi reaksi yang digunakan dan substituen organik dari asam boronat:

Kimia supramolekul

Pengenalan sakarida

Interaksi kovalen berpasangan antara asam boronat dan gugus hidroksil seperti yang ditemukan dalam alkohol dan asam berlangsung cepat dan reversibel dalam larutan berair. Kesetimbangan yang terbentuk antara asam boronat dan gugus hidroksil yang ada pada sakarida telah berhasil digunakan untuk mengembangkan berbagai sensor untuk sakarida.[37] Salah satu keuntungan utama dari strategi kovalen dinamis ini[38] terletak pada kemampuan asam boronat untuk mengatasi tantangan pengikatan spesies netral dalam media berair. Jika diatur dengan benar, pengenalan amina tersier dalam sistem supramolekuler ini akan memungkinkan pengikatan terjadi pada pH fisiologis dan memungkinkan mekanisme pensinyalan seperti emisi fluoresensi yang dimediasi transfer elektron foto untuk melaporkan peristiwa pengikatan.

Penggunaan potensial untuk penelitian ini termasuk sistem pemantauan glukosa darah untuk membantu mengelola diabetes melitus. Karena sensor menggunakan respons optik, pemantauan dapat dicapai menggunakan metode minimal invasif, salah satu contohnya adalah investigasi lensa kontak yang mengandung molekul sensor berbasis asam boronat untuk mendeteksi kadar glukosa dalam cairan okular.[39]

Keamanan

Beberapa asam boronat yang umum digunakan dan turunannya memberikan tes Ames positif dan bertindak sebagai mutagen kimia. Mekanisme mutagenisitas diduga melibatkan pembentukan radikal organik melalui oksidasi asam boronat oleh oksigen atmosfer.[40]

Catatan

Pranala luar

Referensi

  1. ↑ sumber pada Wikipedia bahasa Indonesia
  2. ↑ boronic acid (CHEBI:38267). ChEBI.
  3. ↑ Yoshiyuki Kawashima. Microwave spectroscopic detection of BFHOH and BH(OH) 2. Chemical Physics Letters. July 1978. Vol. 57 (1). hlm. 145–147. doi:10.1016/0009-2614(78)80371-6.
  4. ↑ Yoshiyuki Kawashima. Microwave spectroscopic detection of BFHOH and BH(OH) 2. Chemical Physics Letters. July 1978. Vol. 57 (1). hlm. 145–147. doi:10.1016/0009-2614(78)80371-6.
  5. ↑ Richard F. Porter. Heats of Formation of Gaseous H 2 BOH and HB(OH) 2. The Journal of Physical Chemistry. September 1964. Vol. 68 (9). hlm. 2732–2733. doi:10.1021/j100791a511.
  6. ↑ William L. Jolly. Evidence for the Species BH 2 + and BH(OH) 2 in Aqueous Solutions. The Reaction of Diborane with Hydroxide. Journal of the American Chemical Society. September 1966. Vol. 88 (18). hlm. 4282–4284. doi:10.1021/ja00970a045.
  7. ↑ C. W. Garner. Boronic acid inhibitors of porcine pancreatic lipase. The Journal of Biological Chemistry. 1980-06-10. Vol. 255 (11). hlm. 5064–5068. doi:10.1016/S0021-9258(19)70749-2.
  8. ↑ R. N. Lindquist. Inhibition of subtilisin by boronic acids, potential analogs of tetrahedral reaction intermediates. Archives of Biochemistry and Biophysics. January 1974. Vol. 160 (1). hlm. 135–144. doi:10.1016/s0003-9861(74)80018-4.
  9. ↑ Todd Holyoak. 2.4 A resolution crystal structure of the prototypical hormone-processing protease Kex2 in complex with an Ala-Lys-Arg boronic acid inhibitor. Biochemistry. 2003-06-10. Vol. 42 (22). hlm. 6709–6718. doi:10.1021/bi034434t.
  10. ↑ Tobias J. Zimmermann. Boron-based inhibitors of acyl protein thioesterases 1 and 2. ChemBioChem. 2013-01-02. Vol. 14 (1). hlm. 115–122. doi:10.1002/cbic.201200571.
  11. ↑ Frankland, E. Vorläufige Notiz über Boräthyl. Justus Liebigs Ann. Chem. 1860. Vol. 115 (3). hlm. 319. doi:10.1002/jlac.18601150324.
  12. ↑ Frankland, E. On Boric Ethide. Proceedings of the Royal Society. 1860. Vol. 10. hlm. 568–570. doi:10.1098/rspl.1859.0112.
  13. ↑ Frankland, E. On a new series of organic compounds containing boron. J. Chem. Soc. 1862. Vol. 15. hlm. 363–381. doi:10.1039/JS8621500363.
  14. ↑ Boronic Acids. Wiley. 2005. ISBN 978-3-527-30991-7.
  15. ↑ Example:
  16. ↑ Example:
  17. ↑ sumber pada Wikipedia bahasa Indonesia
  18. ↑ sumber pada Wikipedia bahasa Indonesia
  19. ↑ Lukasz T. Pilarski. Palladium-Catalyzed Direct Synthesis of Organoboronic Acids. Angewandte Chemie International Edition. 2011. Vol. 50 (36). hlm. 8230–8232. doi:10.1002/anie.201102384.
  20. ↑ Gary A. Molander. Palladium-Catalyzed, Direct Boronic Acid Synthesis from Aryl Chlorides: A Simplified Route to Diverse Boronate Ester Derivatives. Journal of the American Chemical Society. 2010. Vol. 132 (50). hlm. 17701–17703. doi:10.1021/ja1089759.
  21. ↑ Tatsuo Ishiyama. Palladium(0)-Catalyzed Cross-Coupling Reaction of Alkoxydiboron with Haloarenes: A Direct Procedure for Arylboronic Esters. The Journal of Organic Chemistry. 1 November 1995. Vol. 60 (23). hlm. 7508–7510. doi:10.1021/jo00128a024.
  22. ↑ sumber pada Wikipedia bahasa Indonesia
  23. ↑ sumber pada Wikipedia bahasa Indonesia
  24. ↑ Dominic M.T. Chan. Copper promoted C–N and C–O bond cross-coupling with phenyl and pyridylboronates. Tetrahedron Letters. 2003. Vol. 44 (19). hlm. 3863–3865. doi:10.1016/S0040-4039(03)00739-1.
  25. ↑ Patrick Y.S. Lam. Copper-promoted/catalyzed C–N and C–O bond cross-coupling with vinylboronic acid and its utilities. Tetrahedron Letters. 2003. Vol. 44 (26). hlm. 4927–4931. doi:10.1016/S0040-4039(03)01037-2.
  26. ↑ Joshua D. Sieber. Catalytic Conjugate Addition of Allyl Groups to Styryl-Activated Enones. Journal of the American Chemical Society. 2007. Vol. 129 (8). hlm. 2214–2215. doi:10.1021/ja067878w.
  27. ↑ Gabriela. Benzylic Substitution of Gramines with Boronic Acids and Rhodium or Iridium Catalysts †. Organic Letters. 2007. Vol. 9 (6). hlm. 961–964. doi:10.1021/ol063042m.
  28. ↑ Donald S. Matteson. 99% Chirally selective synthesis via pinanediol boronic esters: insect pheromones, diols, and an amino alcohol. Journal of the American Chemical Society. 1986. Vol. 108 (4). hlm. 810–819. doi:10.1021/ja00264a039.
  29. ↑ Feng Peng. Simple, Stable, and Versatile Double-Allylation Reagents for the Stereoselective Preparation of Skeletally Diverse Compounds. Journal of the American Chemical Society. 2007. Vol. 129 (11). hlm. 3070–3071. doi:10.1021/ja068985t.
  30. ↑ Donald S. Matteson. New asymmetric syntheses with boronic esters and fluoroboranes. Pure Appl. Chem. 2003. Vol. 75 (9). hlm. 1249–1253. doi:10.1351/pac200375091249.
  31. ↑ Ebrahim Kianmehr. A mild conversion of arylboronic acids and their pinacolyl boronate esters into phenols using hydroxylamine. Tetrahedron Letters. 2007. Vol. 48 (15). hlm. 2713–2715. doi:10.1016/j.tetlet.2007.02.069.
  32. ↑ sumber pada Wikipedia bahasa Indonesia
  33. ↑ Jun Takagi. Iridium-catalyzed C–H coupling reaction of heteroaromatic compounds with bis(pinacolato)diboron: regioselective synthesis of heteroarylboronates. Tetrahedron Letters. 2002. Vol. 43 (32). hlm. 5649–5651. doi:10.1016/S0040-4039(02)01135-8.
  34. ↑ Tatsuo Ishiyama. Mild Iridium-Catalyzed Borylation of Arenes. High Turnover Numbers, Room Temperature Reactions, and Isolation of a Potential Intermediate. Journal of the American Chemical Society. 2002. Vol. 124 (3). hlm. 390–391. doi:10.1021/ja0173019.
  35. ↑ Tatsuo Ishiyama. Room temperature borylation of arenes and heteroarenes using stoichiometric amounts of pinacolborane catalyzed by iridium complexes in an inert solvent. Chemical Communications. 2003. hlm. 2924–5. doi:10.1039/b311103b.
  36. ↑ Jaclyn M. Murphy. Meta Halogenation of 1,3-Disubstituted Arenes via Iridium-Catalyzed Arene Borylation. Journal of the American Chemical Society. 2007. Vol. 129 (50). hlm. 15434–15435. doi:10.1021/ja076498n.
  37. ↑ Tony D. James. Boronic Acids in Saccharide Recognition. 2006. doi:10.1039/9781847557612. ISBN 978-0-85404-537-2.
  38. ↑ Stuart J. Rowan. Dynamic Covalent Chemistry. Angewandte Chemie International Edition. 2002. Vol. 41 (6). hlm. 898–952. doi:10.1002/1521-3773(20020315)41:6 3.0.CO;2-E.
  39. ↑ Ocular analyte sensor.
  40. ↑ Marvin M. Hansen. Boronic Acids and Derivatives—Probing the Structure–Activity Relationships for Mutagenicity. Organic Process Research & Development. 2015-07-29. Vol. 19 (11). hlm. 1507–1516. doi:10.1021/acs.oprd.5b00150.

Sumber dan atribusi

Konten artikel ini diadaptasi dari Wikipedia bahasa Indonesia, revisi 29505532 (2026-07-29T23:44:15Z), yang tersedia berdasarkan lisensi Creative Commons Atribusi-BerbagiSerupa (CC BY-SA). Gambar pada artikel ini bersumber dari Wikimedia Commons dan mengikuti ketentuan lisensi masing-masing berkas. Mohon gunakan konten dan media secara bijak serta sesuai dengan ketentuan lisensi yang berlaku.


Diperoleh dari "https://wiki.unissula.ac.id/index.php?title=Asam_boronat&oldid=25216"