硼酸及其衍生物主要應(yīng)用概述

1、硼酸及其衍生物主要應(yīng)用概述?硼酸的應(yīng)用?有機(jī)硼酸類化合物及其在分子識別中的應(yīng)用?芳基硼酸在有機(jī)合成中的應(yīng)用?有機(jī)硼酸類催化劑在有機(jī)合成中的應(yīng)用硼酸的應(yīng)用硼酸在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防及現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用。近年來，我國建材工業(yè)，如玻璃、玻璃纖維復(fù)合保溫材料的發(fā)展，硼鐵合金用量和出口量的增長，使硼酸需求量增加；高效農(nóng)業(yè)、冶金新型材料等高新技術(shù)也推動了硼酸工業(yè)的發(fā)展。同時，硼酸也是制造各種硼化合物(氮化硼，碳化硼，硼纖維，硼烷，氟硼化物，硼

2、酸鋅等)的重要原料。?玻璃行業(yè)硼酸目前主要應(yīng)用于玻璃行業(yè)，約消耗世界硼酸總量的42%，主要用于硼硅酸鹽玻璃、紡織纖維玻璃、絕緣玻璃纖維。在光學(xué)玻璃、玻璃儀器、耐熱玻璃中加入硼酸，可以有效改善玻璃制品的熱膨脹性，提高耐溫、耐壓性能、機(jī)械強(qiáng)度及透光率，同時可縮短熔化時間。氧化硼在低鈉高鋁的情況下表現(xiàn)出良好的助熔性，因此在要求鈉含量較低的玻璃生產(chǎn)中，硼酸常與鈉硼酸鹽混合使用以調(diào)節(jié)玻璃中的鈉硼比。另外，硼酸在玻璃纖維上的應(yīng)用也頗受關(guān)注，在成分中

3、加入4%～5%的氧化硼，有助于熔化，抑制反玻璃化，并提高最終產(chǎn)品的耐水性。國內(nèi)玻璃纖維研究工作者已成功研究了無堿玻璃纖維低鎂配方，通過加入少量硼酸來補(bǔ)足無堿玻璃中不足的氧化硼。此工藝在經(jīng)濟(jì)上優(yōu)越，已經(jīng)在球窯法生產(chǎn)無堿玻璃纖維中使用。玻璃絲纖維絕熱材料主要應(yīng)用在新建筑項目上，是硼酸鹽用量較大的終端用戶，將來也是建筑工業(yè)應(yīng)用的主要絕熱材料。?輕工紡織、日用化工在輕工業(yè)和日用化工工業(yè)中，硼酸主要作為洗滌用品添加劑、殺菌劑、木材防腐劑及其化合物

4、原料。硼酸可作為殺菌劑用于硼酸皂的生產(chǎn)；與硼砂混合以調(diào)節(jié)緩沖溶液的pH值，作為交聯(lián)劑乳化石蠟，可用作抑菌劑；通過交聯(lián)鍵羥基改善濕膠強(qiáng)度，是制造瓦楞紙粘結(jié)劑的成分之一，同時也是制造酪蛋白和糊精粘結(jié)劑的膠溶劑。硼酸可用作木材防腐劑和防火纖維的絕緣材料，也是很好的阻燃劑，例如，硼酸單獨或與硼砂一起使用，對減少木器、床墊中的棉花胎、賽璐璐絕緣材料的可燃性有特殊的效果。此外，硼酸還可用作漂洗劑、媒染劑、后整理劑、染料穩(wěn)定劑，用于皮革處理、照相、人

5、造寶石、耐熱防火織物及化妝品香料的制造。?醫(yī)藥工業(yè)國家醫(yī)藥級硼酸用于衛(wèi)生用品及藥品中。硼酸為弱酸，對皮膚及黏膜幾乎無刺激作用，但它有殺菌及消毒作用。經(jīng)提煉精制后的硼酸可做清熱解毒藥、止痛消毒劑、口腔潰瘍藥、醫(yī)用殺菌劑、洗眼水、硼酸軟膏、漱口液、腳癬病劑、皮膚表面藥劑等。最近發(fā)現(xiàn)，硼酸還用于中草藥有效成分或有效部位的提取分離。根據(jù)糖中順式鄰二羥基能與硼酸形成復(fù)鹽陰離子的特性，采用硼酸性陰離子交換樹脂或硼酸溶液作流動相，使糖類物質(zhì)能在陰離子

6、交換樹脂上進(jìn)行分離純化。Khym等用此法成功地分離了果糖、半乳糖和葡萄糖，此法也適用于多糖的純化。有機(jī)硼酸類化合物及其在分子識別中的應(yīng)用有別于無機(jī)硼酸，有機(jī)硼酸是指芳香基團(tuán)或脂肪烴連接的硼酸類物質(zhì)。有機(jī)硼酸化合物過去主要作為有機(jī)化學(xué)研究的重要中間體，廣泛用于Suzuki偶聯(lián)反應(yīng)、二元醇保護(hù)、DielsAlder反應(yīng)、氨基酸不對稱合成、醛選擇性氧化以及酰胺化反應(yīng)催化等。在生物醫(yī)學(xué)方面，有機(jī)硼酸不僅可作為酶抑制劑用于腫瘤、微生物感染等疾病的

7、治療，還可作為熒光探針用于識別過氧化氫（化合物1）、糖類（化合物2）、銅離子（化合物3）、氟離子（化合物4）和兒茶酚胺類等物質(zhì)的熒光的探針。目前研究最多的是應(yīng)用有機(jī)硼酸化合物識別糖類物質(zhì)的熒光探針。硼酸能夠與12二羥基化合物或13二羥基化合物在水溶液中可逆性地共價結(jié)合，形成五元或六元環(huán)狀酯。糖環(huán)結(jié)構(gòu)中的順式鄰二羥基與硼酸的結(jié)合能力比簡單鏈狀鄰二羥基化合物（如乙二醇）更強(qiáng)，因此硼酸可以作為糖探針的識別位點。糖是涉及生命活動本質(zhì)的三類生物大

8、分子之一是維持生命正常運(yùn)轉(zhuǎn)的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。不論是基本的生命過程如細(xì)胞的分裂、增殖、分化神經(jīng)系統(tǒng)和免疫系統(tǒng)平衡狀態(tài)的維持還是疾病的發(fā)生、發(fā)展過程如炎癥和自身免疫疾病癌細(xì)胞異常增殖及轉(zhuǎn)移、病原體感染、植物與病原菌的相互作用都涉及糖的參與.因此糖的識別和檢測在醫(yī)學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)等生命科學(xué)領(lǐng)域具有重要意義。有機(jī)硼酸與糖結(jié)合能力的強(qiáng)弱一般通過測定兩者混合后光譜（紫外、圓二色譜或熒光光譜）變化進(jìn)行測定。但一般的有機(jī)硼酸（如苯基硼酸）與糖結(jié)合后不產(chǎn)生光

9、譜變化，就需要其它的方法進(jìn)行測定。1959年，首次報道的苯基硼酸與糖相互作用定量評價方法，又稱為pH下降法，但實際測定的結(jié)合常數(shù)較光譜法相差很大，其原因主要是該法未考慮有機(jī)硼酸在不同pH下的雜化狀態(tài)，因此所測結(jié)果不能全面地反映硼酸與糖的結(jié)合情況。研究發(fā)現(xiàn)，使用pH下降法所測得的實際上是Ktet；光譜法所測得的是Keq。2002年，WangBinghe教授提出基于茜素紅S（AlizarinRedS，ARS）的三元體系競爭法作為測定苯基硼酸

10、與糖結(jié)合的通用方法。該法較好的解決了普通苯硼酸因不含熒光團(tuán)而難以準(zhǔn)確測定結(jié)合常數(shù)的問題，從而為深入研究苯基硼酸與不同糖和二羥基化合物的結(jié)合規(guī)律提供了可靠的研究工具。進(jìn)行了系統(tǒng)研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)苯基硼酸與二羥基化合物結(jié)合常數(shù)的差異主要取決于它們的結(jié)構(gòu)特性，特別是二羥基化合物的OCCO二面角。通常該二面角越小，結(jié)合常數(shù)越大。另一個重要因素是降低硼酸pKa值有利于增加硼酸與二羥基化合物的結(jié)合常數(shù)。有機(jī)硼酸與糖或兒茶酚結(jié)構(gòu)中的12二羥基發(fā)生可逆性結(jié)

11、合，從而成為識別糖類和兒茶酚物質(zhì)的重要識別位點。如果該硼酸結(jié)構(gòu)與某些含有熒光團(tuán)結(jié)構(gòu)相連，導(dǎo)致有機(jī)硼酸與糖或兒茶酚類物質(zhì)結(jié)合后導(dǎo)致熒光強(qiáng)度升高或降低，就成為有效的熒光探針工具。有機(jī)硼酸類化合物與含有兒茶酚類物質(zhì)的結(jié)合能力比糖更強(qiáng)，因此也被用于構(gòu)建針對兒茶酚胺類物質(zhì)的化學(xué)探針。芳基硼酸在有機(jī)合成中的應(yīng)用芳基硼酸作為一個活潑的中間體在有機(jī)合成應(yīng)用中非常重要。芳基硼酸與鹵代芳烴的偶合反應(yīng)是形成CC鍵的重要途徑芳基硼酸在形成CO、CN和CS鍵的反