Kyselina chrysofanová, také známý jako 1,8-dihydroxy-3-methyl-9,10-anthracendion, je žlutá krystalická látka se silnými barvícími vlastnostmi a mírnými antibakteriálními vlastnostmi. Jeho chemický vzorec je C15H10O4, což je organická sloučenina, která je chemicky aktivní. Málo rozpustný ve vodě, snadněji rozpustný v ethanolu a etheru. Snadno oxiduje a při zahřívání se rozkládá. Může reagovat s vodou, hydroxidem sodným a jodičnanem draselným atd. Molekula kyseliny chrysofanové obsahuje dvě hydroxylové skupiny a jednu karbonylovou skupinu, takže dochází k některým typickým hydroxylovým a karbonylovým reakcím. Například může reagovat s amoniakem za vzniku fumarátu a může reagovat s kyselinou dusitou za vzniku chinolinů.
Chemická reakce kyseliny chrysofanové:
(1) Kyselina chrysofanová reaguje s oxidačními činidly: Kyselina chrysofanová může reagovat s oxidačními činidly, jako je peroxid vodíku a chlorečnan sodný, za vzniku derivátů s vyšším oxidačním stavem, jako je kyselina montmorillonit a kyselina dalianová.
(2) Kyselina chrysofanová reaguje s amoniakem: Kyselina chrysofanová reaguje s amoniakem za vzniku fumarátu, což je druh vysoce propustné molekuly a je také široce používán v buněčných kulturách, výzkumu věd o živé přírodě a dalších oblastech.
(3) Kyselina chrysofanová reaguje s kyselinou dusitou: Kyselina chrysofanová reaguje s kyselinou dusitou za vzniku sloučeniny s chinolinovou strukturou, která má účinek inhibice růstu mycelia a je baktericidní.
Způsob syntézy kyseliny chrysofanové:
1. Extrakce z kůry nebo nejednoznačných rostlin: Tato metoda byla dříve nejrozšířenější. Vyžaduje složité přípravné kroky, jako je destilace a čištění rostlin, a náklady jsou poměrně vysoké.
Konkrétní kroky jsou následující:
(1.) Předúprava vzorků kůry nebo rostlin: Nejprve se vysušená kůra nebo rostlinný materiál rozdrtí a proseje (přibližně 2 0 oka). Poté odeberte 50 g práškového vzorku, přidejte 800 ml hydroxidu sodného (NaOH) (0,5 M) a 200 ml vody, dobře promíchejte
(2.) Extrakce kyseliny chrysofanové: Směs zahřejte na 70 stupňů a pomocí míchadla ji rovnoměrně promíchejte. Přidejte 300 ml ethanolu k rozpuštění a pokračujte v míchání po dobu 30 minut. Když se směs ochladí na teplotu místnosti, přidá se 300 ml n-hexanu a míchá se 5 minut. Směs byla poté ponechána 10 minut, n-hexanová fáze byla oddělena a operace byla opakována. Veškerá n-hexanová fáze se převede do sběrné baňky. Obsah kyseliny chrysofanové ve směsi je asi 4 mg/ml.
(3.) Separace a čištění chloroformovou sloupcovou chromatografií: n-hexanová fáze kyseliny chrysofanové byla přenesena do kádinky a odpařena. Výsledný zbytek byl rozpuštěn v malém množství chloroformu. Poté se oddělil a čistil průchodem přes 10 cm dlouhou silikagelu o průměru 1 cm. Proveďte sloupcovou chromatografii vrstvu po vrstvě za použití směsi chloroform/ethylacetát (3:1) jako eluentu s 5 ml na vrstvu. Shromážděte překryvnou vrstvu kyseliny chrysofanové. Nakonec byla rozpuštěna ve směsi chloroform/methanol, čímž byla získána purifikovaná kyselina chrysofanová. Sbírejte tyto tekutiny a skladujte je v malých zkumavkách nebo jiných vzduchotěsných nádobách, abyste získali vysoce kvalitní kyselinu chrysofanovou.
Závěrem lze říci, že výše uvedená metoda je vysoce účinná metoda pro extrakci kyseliny chrysofanové z kůry nebo fuzzy rostlin. Tato metoda je jednoduchá a účinná, nevyžaduje drahá činidla a zařízení a může produkovat vysoce kvalitní kyselinu chrysofanovou ve velkém množství, což poskytuje účinné suroviny pro následný výzkum léčiv a biologických látek.
2. Metoda syntézy: Metoda syntézy je v současnosti jednou z nejpoužívanějších metod pro přípravu kyseliny chryzofanové. Mezi běžné syntetické metody patří Ball-Smittova reakce a epoxidační reakce.
2.1 Ball-Smitova reakce:
Ball-Smitova reakce spočívá v použití benzaldehydu a kyseliny octové k reakci se zředěnou kyselinou sírovou za vzniku benzaldehydových derivátů a poté zahřátí derivátů na určitou teplotu, aby reagovaly s formaldehydem za získání meziproduktu 2, a poté použití oxidantů, jako je kyselina dusičná. a kyselina dusitá, aby působila, vzniká kyselina chrysofanová.
Následují konkrétní pokyny:
(1.) Nejprve si musíme připravit požadované materiály a chemická činidla. Potřebujeme chemikálie, jako je resorcinol (1,2-dihydroxybenzen), vysoce toxické chemikálie isokyanát a hydrazinhydrát, jodičnan sodný, persíran sodný, kukuřičný olej, koncentrovaný hydroxid sodný, kyselina octová a chloroform. Tato chemická činidla jsou běžnými surovinami a činidly v laboratoři.
(2.) V experimentu musíme nejprve provést první krok Paul-Smittovy reakce: syntézu p-disubstituovaného fenolu. To lze provést smícháním resorcinolu s isokyanátem a hydrazinhydrátem a reakcí při pokojové teplotě po dobu 8-12 hodin. V tuto chvíli musíme věnovat pozornost kontrole teploty a ta nesmí překročit 40 stupňů, jinak může dojít k nežádoucím reakcím.
(3.) Po provedení prvního kroku jej musíme převést na 1,8-naftalenoxid. Tento proces vyžaduje přidání jodičnanu sodného a persíranu sodného. Když se při reakci vytvoří tato dvě chemická činidla, je nutné reakci zahřát na přívod vodní lázně. Na konci reakce lze 1,8-naftalenoxid získat pouze extrakcí.
(4.) Po získání 1,8-naftalenoxidu jej musíme znovu rozpustit v kukuřičném oleji a poté jej přidat do 1,5M hydroxidu sodného, aby se zahájila jeho přeměna na kyselinu chrysofanovou. Tato reakce vyžaduje pro dokončení zahřívání na 70 stupňů po dobu 90 minut. V tuto chvíli musíme řídit teplotu a nenechat ji překročit 70 stupňů, jinak se může snížit rychlost konverze.
(5.) V posledním kroku musíme provést extrakci kyseliny chrysofanové. V tomto okamžiku používáme k extrakci koncentrovanou kyselinu octovou a chloroform. Dále jsme extrahovanou kyselinu chryzofanovou dále koncentrovali na rotační vakuové odparce, abychom získali čistší produkt.
Výše uvedené je proces syntézy kyseliny chrysofanové z podrobných kroků metody syntézy Ball-Smitova reakce. Je třeba poznamenat, že během experimentu musíme zvládnout teplotu, reakční dobu a množství chemických činidel použitých v každém kroku, abychom získali lepší produkty.
2.2 Epoxidační reakce:
Reaktantem epoxidační reakce je hlavně 2-hydroxy-1,4-naftochinon. Reakce využívá peroxid vodíku nebo oxid chromitý k oxidaci 2-hydroxy-1, 4-naftochinonu za vzniku oxidantu a poté prochází epoxidační reakcí za získání kyseliny chrysofanové.
podrobné kroky:
(1.) Příprava suroviny:
Syntéza kyseliny chrysofanové vyžaduje následující suroviny: antrachinon, anhydrid kyseliny maleinové, benzen, kyselina sírová, kyselina chlorná a hydroxid sodný atd. Tyto složky by měly být přesně zváženy a připraveny.
(2.) Příprava epoxidační reakce:
Vychází se z antrachinonu, 1,2-dihydroantrachinon byl připraven katalytickou hydrogenací benzenu; poté se nechal reagovat s isopropanolem a anhydridem kyseliny maleinové za vzniku epoxidových sloučenin.
(3.) Zlepšení epoxidační reakce:
Zlepšená metoda epoxidační reakce je sulfonací modifikovaná epoxidační reakce. 1,2-dihydroanthrachinon se vysráží v kyselině sírové, která pak reaguje s dusitanem sodným za vzniku N-nitro-1,2-dihydroanthrachinonu. Nakonec se produkt zředí bází a nechá reagovat za vzniku epoxidových sloučenin.
(4.) Náprava:
Pokud podmínky epoxidační reakce nejsou vhodné, výtěžek se může snížit. K vyřešení tohoto problému lze přijmout některá z následujících nápravných opatření:
(4.1) Změňte reakční systém: vyzkoušejte různé katalyzátory a rozpouštědla, abyste našli optimální reakční podmínky.
(4.2) Změna reakční doby: zkrácení nebo prodloužení reakční doby může ovlivnit výtěžek produktu.
(4.3) Změna reakční teploty: snížení reakční teploty může snížit tvorbu vedlejších produktů a zvýšit výtěžek produktu.
Závěrem lze říci, že syntéza kyseliny chrysofanové vyžaduje jako klíčový krok epoxidační reakci. Tradiční metoda vyžaduje katalytickou hydrogenaci antrachinonu s benzenem k přípravě 1,2-dihydroantrachinonu, který pak reaguje s anhydridem kyseliny maleinové za vzniku epoxidových sloučenin. Zlepšenou metodou je sulfonací modifikovaná epoxidační reakce. Výtěžek však může být omezen reakčními podmínkami a je třeba provést některá opatření ke zlepšení reakce.
Stručně řečeno, jako sloučenina široce používaná v klinické medicíně, chemii, biologii a dalších oborech má kyselina chrysofanová mnoho chemických vlastností a reakčních charakteristik a její způsob syntézy se také neustále vyvíjí a zdokonaluje.