Àcid crisofànic, també coneguda com 1,8-dihidroxi-3-metil-9,10-antracenedione, és una substància cristal·lina groga amb fortes propietats tenyents i propietats antibacterianes lleus. La seva fórmula química és C15H10O4, que és un compost orgànic, que és químicament actiu. Lleugerament soluble en aigua, més fàcilment soluble en etanol i èter. S'oxida fàcilment i es descompon quan s'escalfa. Pot reaccionar amb aigua, hidròxid de sodi i iodat de potassi, etc. La molècula de l'àcid crisofànic conté dos grups hidroxil i un grup carbonil, per la qual cosa té algunes reaccions típiques d'hidroxil i carbonil. Per exemple, pot reaccionar amb l'amoníac per formar fumarat, i pot reaccionar amb l'àcid nitrós per produir quinolines.
Reacció química de l'àcid crisofànic:
(1) L'àcid crisofànic reacciona amb agents oxidants: l'àcid crisofànic pot reaccionar amb agents oxidants com el peròxid d'hidrogen i el clorat de sodi per generar derivats amb estats d'oxidació més alts, com l'àcid montmorillonita i l'àcid daliànic.
(2) L'àcid crisofànic reacciona amb l'amoníac: l'àcid crisofànic reacciona amb l'amoníac per generar fumarat, que és una mena de molècula altament permeable i també s'utilitza àmpliament en el cultiu cel·lular, la investigació en ciències de la vida i altres camps.
(3) L'àcid crisofànic reacciona amb l'àcid nitrós: l'àcid crisofànic reacciona amb l'àcid nitrós per formar un compost amb una estructura de quinolina, que té l'efecte d'inhibir el creixement del miceli i bactericida.
El mètode de síntesi de l'àcid crisofànic:
1. Extracció d'escorça o plantes ambigües: aquest era el mètode més utilitzat abans. Requereix passos de preparació complexos, com ara la destil·lació i la purificació de plantes, i el cost és relativament elevat.
Els passos específics són els següents:
(1.) Pretractament d'escorça o mostres de plantes: en primer lloc, l'escorça seca o el material vegetal es tritura i es garbella (aproximadament 20 malles). A continuació, agafeu 50 g de mostra en pols, afegiu 800 ml d'hidròxid de sodi (NaOH) (0,5 M) i 200 ml d'aigua, barregeu bé
(2.) Extracció d'àcid crisofànic: escalfeu la barreja a 70 graus i utilitzeu un agitador per remenar-la uniformement. Afegiu 300 ml d'etanol per dissoldre i continueu remenant durant 30 minuts. Quan la mescla es va refredar a temperatura ambient, es van afegir 300 ml de n-hexà i es van agitar durant 5 minuts. A continuació, la mescla es va deixar durant 10 minuts, es va separar la fase n-hexà i es va repetir l'operació. Transferiu tota la fase n-hexà a un matràs col·lector. El contingut d'àcid crisofànic a la mescla és d'uns 4 mg/ml.
(3.) Separació i purificació per cromatografia en columna de cloroform: la fase n-hexà de l'àcid crisofànic es va transferir a un vas de precipitats i es va evaporar. El residu resultant es va dissoldre amb una petita quantitat de cloroform. Després, es va separar i purificar passant per una columna de gel de sílice de 10 cm de llarg i 1 cm de diàmetre. Realitzeu una cromatografia en columna capa per capa utilitzant cloroform/acetat d'etil (3:1) com a eluent amb 5 ml per capa. Recolliu la superposició d'àcid crisofànic. Finalment, es va dissoldre amb una barreja de cloroform/metanol per obtenir àcid crisofànic purificat. Recolliu aquests líquids i emmagatzemeu-los en petits tubs d'assaig o altres recipients hermètics per obtenir àcid crisofànic d'alta qualitat.
En conclusió, l'anterior és un mètode altament eficient per extreure l'àcid crisofànic de l'escorça o de les plantes borroses. Aquest mètode és senzill i eficient, no requereix reactius i equips cars i pot produir àcid crisofànic d'alta qualitat en grans quantitats, proporcionant matèries primeres efectives per a la investigació biològica i de fàrmacs posteriors.
2. Mètode de síntesi: El mètode de síntesi és actualment un dels mètodes més utilitzats per a la preparació de l'àcid crisofànic. Els mètodes sintètics comuns inclouen la reacció Ball-Smitt i la reacció d'epoxidació.
2.1 Reacció d'impacte de pilota:
La reacció Ball-Smit consisteix a utilitzar benzaldehid i àcid acètic per reaccionar amb l'àcid sulfúric diluït per generar derivats del benzaldehid, i després escalfar els derivats a una temperatura determinada per reaccionar amb el formaldehid per obtenir el producte intermedi 2, i després utilitzar oxidants com l'àcid nítric. i àcid nitrós per actuar Es forma àcid crisofànic.
Les següents són instruccions específiques:
(1.) En primer lloc, hem de preparar els materials i reactius químics necessaris. Necessitem productes químics com el resorcinol (1,2-dihidroxibenzè), productes químics altament tòxics isocianat i hidrat d'hidrazina, iodat de sodi, persulfat disòdic, oli de blat de moro, hidròxid de sodi concentrat, àcid acètic i cloroform. Aquests reactius químics són matèries primeres i reactius habituals al laboratori.
(2.) En l'experiment, primer hem de dur a terme el primer pas de la reacció de Paul-Smitt: la síntesi de fenol p-dissubstituït. Això es pot fer barrejant resorcinol amb isocianat i hidrat d'hidrazina i reaccionant a temperatura ambient durant 8-12 hores. En aquest moment, hem de parar atenció al control de la temperatura, i no ha de superar els 40 graus, en cas contrari es poden produir reaccions secundaries.
(3.) Un cop fet el primer pas, hem de convertir-lo en 1,8-diòxid de naftalè. Aquest procés requereix l'addició de iodat de sodi i persulfat de sodi. Quan aquests dos reactius químics es formen en la reacció, és necessari escalfar la reacció a un subministrament de bany d'aigua. Al final de la reacció, l'1,8-diòxid de naftalè només es pot obtenir per extracció.
(4.) Després d'aconseguir 1,8-diòxid de naftalè, hem de tornar-lo a dissoldre en oli de blat de moro i, a continuació, afegir-lo a hidròxid de sodi 1,5 M per començar la seva conversió en àcid crisofànic. Aquesta reacció requereix escalfar a 70 graus durant 90 minuts per completar-se. En aquest moment, hem de controlar la temperatura i no deixar que la temperatura superi els 70 graus, en cas contrari, la taxa de conversió pot disminuir.
(5.) En l'últim pas, hem de fer l'extracció de l'àcid crisofànic. En aquest punt, utilitzem àcid acètic concentrat i cloroform per a l'extracció. A continuació, vam concentrar encara més l'àcid crisofànic extret mitjançant un evaporador rotatiu al buit per obtenir un producte més pur.
L'anterior és el procés de síntesi d'àcid crisofànic a partir dels passos detallats del mètode de síntesi reacció Ball-Smit. Cal tenir en compte que durant l'experiment hem de dominar la temperatura, el temps de reacció i la quantitat de reactius químics utilitzats en cada pas per tal d'obtenir millors productes.
2.2 Reacció d'epoxidació:
El reactiu de la reacció d'epoxidació és principalment 2-hidroxi-1,4-naftoquinona. La reacció utilitza peròxid d'hidrogen o triòxid de crom per oxidar 2-hidroxi-1,4-naftoquinona per generar un oxidant, i després se sotmet a una reacció d'epoxidació per obtenir àcid crisofànic.
passos detallats:
(1.) Preparació de la matèria primera:
La síntesi de l'àcid crisofànic requereix les següents matèries primeres: antraquinona, anhídrid maleic, benzè, àcid sulfúric, àcid hipoclorós i hidròxid de sodi, etc. Aquests ingredients s'han de pesar i preparar amb precisió.
(2.) Preparació de la reacció d'epoxidació:
A partir de l'antraquinona, es va preparar 1,2-dihidroantraquinona mitjançant hidrogenació catalítica del benzè; després, es va fer reaccionar amb isopropanol i anhídrid maleic per preparar compostos epoxi.
(3.) Millora de la reacció d'epoxidació:
Un mètode de reacció d'epoxidació millorat és la reacció d'epoxidació modificada per sulfonació. 1,2-dihidroantraquinona es precipita en àcid sulfúric, que després reacciona amb nitrit de sodi per generar N-nitro-1,2-dihidroantraquinona. Finalment, el producte es dilueix amb una base i es fa reaccionar per formar compostos epoxi.
(4.) Remei:
Quan les condicions de reacció d'epoxidació no són adequades, el rendiment pot disminuir. Per solucionar aquest problema, es poden prendre algunes de les mesures correctives següents:
(4.1) Canvia el sistema de reacció: prova diferents catalitzadors i dissolvents per trobar les condicions òptimes de reacció.
(4.2) Canvi del temps de reacció: escurçar o allargar el temps de reacció pot afectar el rendiment del producte.
(4.3) Canvi de la temperatura de reacció: reduir la temperatura de reacció pot reduir la formació de subproductes i augmentar el rendiment del producte.
En conclusió, la síntesi d'àcid crisofànic requereix una reacció d'epoxidació com a pas clau. El mètode tradicional requereix la hidrogenació catalítica de l'antraquinona amb benzè per preparar 1,2-dihidroantraquinona, que després es fa reaccionar amb anhídrid maleic per preparar compostos epoxi. Un mètode millorat és la reacció d'epoxidació modificada per sulfonació. Tanmateix, el rendiment pot estar limitat per les condicions de la reacció i cal prendre algunes mesures per millorar la reacció.
En resum, com a compost àmpliament utilitzat en medicina clínica, química, biologia i altres camps, l'àcid crisofànic té moltes propietats químiques i característiques de reacció, i el seu mètode de síntesi també es desenvolupa i millora constantment.