9,10-Dibromoanthracenje důležitý meziprodukt v organické syntéze, který je široce používán při přípravě fluorescenčních barviv a heterocyklických sloučenin. Tento článek představí různé způsoby syntézy 9,10-dibromanthracenu, včetně petrochemické syntézy, přímé bromační syntézy aromatických sloučenin, mědí katalyzované syntézy a kovem katalyzované syntézy.
1. Metoda petrochemické syntézy:
V petrochemickém průmyslu se 9,10-dibromanthracen připravuje ze surovin, jako je cyklohexan, plynný chlor a železný prášek. Konkrétní kroky jsou následující:
1. Chlorační reakce cyklohexanu a plynného chloru s železným práškem jako katalyzátorem.
2. Vytvořený 1-chlorcyklohexan reaguje s tetrabutyllithiem v přítomnosti jodidu za vzniku 1-butylcyklohexanu.
3. Produkt se znovu chloruje plynným chlorem v přítomnosti železného prášku za vzniku produktu 2,3-dichlor-1-butylcyklohexanu.
4. Reagujte produkt s tetrabutyllithiem v přítomnosti ethylwolframanu za vzniku 2-butylcyklopentanu.
5. Chlorační reakcí 2-butylcyklopentanu v přítomnosti plynného chloru vzniká produkt 2-chlor-9,10-dibutylanthracen.
6. Nakonec se zahřeje s jodidem měďným v chloroformu, aby se získal 9,10-dibromanthracen.
Tímto způsobem se získá produkt s vysokou čistotou a velkým výkonem, ale náklady na použití surovin jsou relativně vysoké.
Za druhé, metoda přímé bromační syntézy aromatických sloučenin:
Při metodě přímé bromační syntézy se 9,10-dibromanthracen připravuje z aromatických sloučenin přímou bromační reakcí. Konkrétní kroky jsou následující:
1. Rozpusťte antracen v rozpouštědle.
2. K roztoku se přidá N-bromsukcinimid (NBS).
3. Po ozáření světlem se bromační reakcí připraví 9-bromanthracen.
4. Reagujte produkt s ethylacetátem a kyselinou chlorovodíkovou za vzniku kyseliny octové-9-bromanthracenu.
5. Reagujte 9-bromanthracenacetát s jodidem pentasodným v přebytku roztoku acetonitrilu, aby se vytvořil cílový produkt 9,10-dibromanthracen.
Tato metoda je jednoduchá a snadno ovladatelná a je vhodná pro laboratorní měřítko s malým výkonem, ale čistota získaného produktu je nízká.
Tři, metoda katalytické syntézy mědi:
Tato metoda je účinnou metodou zelené syntézy. Grassrootsova reakce se po letech výzkumu postupně stala proveditelnou metodou přípravy. Kombinuje elektrofilní reakci a redukční reakci působením katalyzátoru k dosažení účinné a levné redukční reakce.
. Syntéza 9,10-dibromanthracenu katalyzovaná mědí vyžaduje 9,10-dibromanthracen, Cul, kuprocyanin a N,N-dimethylformamid (DMF). Konkrétní kroky jsou následující:
Krok 1: Připravte prekurzor 9,10-dibromanthracenu:
Připravte 1,7 mol/l methanolový roztok 3-brombenzaldehydu a ozařujte jej pod bílým světlem po dobu 2 hodin, abyste získali 9,10-dibromanthracenový prekurzor 1. Prekurzor 1 byl rozpuštěn v hydroxidu draselném a převeden na 9,{ {9}}dibromanthracen s kyselinou sírovou.
Krok 2: Reakce katalyzovaná mědí:
Přidejte DMF do 100 ml suchého ethylenoxidu a udržujte jej při konstantní teplotě asi 120 stupňů. Přidejte předem upravený 9,10-dibromanthracen a Cul do ethylenoxidu/DMF. Následně byl třikrát přidán kyanogen měďný a míchání a reakce byly prováděny po dobu 20 minut po každém přidání a celková reakční doba byla 1 hodina.
Krok 3: Oddělení a následné zpracování:
Po dokončení reakce se reakční roztok přenesl do dělicí nálevky a poté se dvakrát extrahoval směsí ethanolu a vody. Opakujte tento proces, abyste oddělili organickou hmotu, a produkt znovu extrahujte v suchém organickém rozpouštědle a nakonec získáte práškový 9,10-dibromanthracenový produkt.
Výše jsou uvedeny kroky pro přípravu 9,10-dibromanthracenu metodou syntézy katalyzované mědí, která je vhodná pro syntézu v malém měřítku v laboratoři. Mezi výhody této metody patří nízká reakční teplota, snadno dostupné katalyzátory a snadná separace produktů. Je však třeba poznamenat, že DMF je toxické rozpouštědlo a provozní podmínky musí být přísně kontrolovány, aby byla zajištěna bezpečnost experimentu.
4. Kovem katalyzovaná metoda syntézy:
V reakcích katalyzovaných kovem je běžně používanou metodou syntéza katalyzovaná palladiem. Konkrétní kroky jsou následující:
1 Reaktor pro předúpravu a rozpouštědlo:
Vyčistěte autokláv, magnetické míchadlo, průhledové otvory, potrubí a destilační přístroj. Přidejte do exsikátoru adsorbent s molekulovým sítem 4A a stlačený vzduch jím proudí, aby se vysušil. Připravte si chlorid uhličitý (CCl4) a methanol a přidejte k nim adsorbent molekulárního síta a rovnoměrně promíchejte, nechte stát přes noc, aby se odstranila voda. Vysušený CCl4 a methanol se zfiltrují filtrem, aby se odstranila molekulová síta, a až do použití se skladuje v exsikátoru.
2 Připravte reaktanty:
9,10-Antracendikarbaldehyd (10 g, 0,04 mol) a oxid sodný (7,1 g, 0,18 mol) byly přidány do 100 ml methanolu a reakce byla míchána při 75 stupňů po dobu 16 hodin. Po ukončení reakce byl reaktant zfiltrován, promyt vodou a probubláván acetonitrilem na sacím filtru a vysušen ve vakuovém exsikátoru.
3 Syntéza 9,10-dibromanthracenu:
Připravený 9,{1}}anthracendikarbaldehyd se rozpustí ve 400 ml CCl4, přidá se 15{10}} g (0,06 mol) bromidu cínatého a 7,8 g (0,04 mol) bromidu měďného a reakční směs se plně míchá při teplotě místnosti v atmosféře dusíku po dobu 24 hodin. Po reakci se k eluci syntetizovaných produktů použil acetonitril a methanol. Po odfiltrování kapalného materiálu a destilaci do zahuštění pomocí destilačního zařízení přidejte dihydrát kyseliny sírové na pH =1, aby se započala krystalizace. Během procesu krystalizace se uvolní velké množství kyseliny halogenovodíkové, takže by se kyselina halogenovodíková měla včas vypustit. Poté, co byly krystaly promyty ledovou vodou, byla voda absorbována adsorbentem vakuové pumpy a poté vysušena, čímž byly získány bílé krystaly 9,10-dibromanthracenu (14,2 g, výtěžek 79 %).
4 Závěr:
Je vidět, že ačkoli kovem katalyzovaná syntéza 9,10-dibromanthracenu má těžkopádné kroky, je to účinná a spolehlivá metoda syntézy 9,10-dibromanthracenu, která je vhodná pro střední až velkosériová výroba. Kromě toho metoda syntézy nevyžaduje příliš mnoho reaktantů, je také šetrnější k životnímu prostředí a bude mít širokou škálu aplikací.
Stručně řečeno, různé syntetické cesty 9,10-dibromanthracenu mají své vlastní charakteristiky a výhody a vhodná syntetická metoda by měla být vybrána podle skutečné situace v konkrétním experimentálním procesu.