9,10-Dibromoantracèés un intermedi important en la síntesi orgànica, que s'utilitza àmpliament en la preparació de colorants fluorescents i compostos heterocíclics. En aquest article es presentaran diverses vies sintètiques del 9,10-dibromoantracè, com ara la síntesi petroquímica, la síntesi per bromació directa de compostos aromàtics, la síntesi catalitzada per coure i la síntesi catalitzada per metalls.
1. Mètode de síntesi petroquímica:
A la indústria petroquímica, el 9,10-dibromoantracè es prepara a partir de matèries primeres com el ciclohexà, el gas clor i la pols de ferro. Els passos específics són els següents:
1. Reacció de cloració de ciclohexà i clor gasós amb pols de ferro com a catalitzador.
2. El 1-clorociclohexà generat reacciona amb el tetrabutilliti en presència de iodur per generar 1-butilciclohexà.
3. El producte es torna a clorar amb clor gasós en presència de pols de ferro per generar el producte 2,3-dicloro-1-butilciclohexà.
4. Feu reaccionar el producte amb tetrabutilliti en presència d'etil tungstat per generar 2-butilciclopentà.
5. La reacció de cloració del 2-butilciclopentà en presència de clor gasós produeix el producte 2-cloro-9,10-dibutillantracè.
6. Finalment, escalfeu amb iodur cupros en cloroform per obtenir 9,10-dibromoantracè.
El mètode obté un producte amb gran puresa i gran producció, però el cost d'ús de les matèries primeres és relativament elevat.
En segon lloc, el mètode de síntesi de bromació directa de compostos aromàtics:
En el mètode de síntesi de bromació directa, el 9,10-dibromoantracè es prepara a partir de compostos aromàtics mitjançant la reacció de bromació directa. Els passos específics són els següents:
1. Dissoleu l'antracè en un dissolvent.
2. Afegiu N-bromosuccinimida (NBS) a la solució.
3. Després de la irradiació lleugera, el 9-bromoantracè es prepara per reacció de bromació.
4. Feu reaccionar el producte amb acetat d'etil i àcid clorhídric per generar àcid acètic-9-bromoantracè.
5. Feu reaccionar 9-acetat de bromoantracè amb iodur de pentasòdi en excés de solució d'acetonitril per generar el producte objectiu 9,10-dibromoantracè.
Aquest mètode és senzill i fàcil d'operar, i és adequat per a escala de laboratori amb una producció petita, però la puresa del producte obtingut és baixa.
Tres, mètode de síntesi catalítica de coure:
Aquest mètode és un mètode de síntesi verd eficient. La reacció de base s'ha convertit gradualment en un mètode de preparació factible després d'anys d'investigació. Combina la reacció electròfila i la reacció de reducció mitjançant l'acció d'un catalitzador per aconseguir una reacció de reducció eficient i de baix cost.
. La síntesi de 9,10-dibromoantracè catalitzada per coure requereix 9,10-dibromoantracè, CuI, cuprocianina i N,N-dimetilformamida (DMF). Els passos específics són els següents:
Pas 1: prepareu el precursor del 9,10-dibromoantracè:
Prepareu una solució de metanol 1,7 mol/L de 3-bromobenzaldehid i irradieu-la sota llum blanca durant 2 hores per obtenir 9,10-dibromoantracè precursor 1. El precursor 1 es va dissoldre en hidròxid de potassi i es va convertir en 9,{ {9}}dibromoantracè amb àcid sulfúric.
Pas 2: reacció catalitzada amb coure:
Afegiu DMF a 100 ml d'òxid d'etilè sec i mantingueu-lo a una temperatura constant d'uns 120 graus. Afegiu 9,10-dibromoantracè i CuI pretractats a òxid d'etilè/DMF. Posteriorment, es va afegir cianogen cupros tres vegades, i es va dur a terme l'agitació i la reacció durant 20 minuts després de cada addició, i el temps de reacció total va ser d'1 hora.
Pas 3: separació i processament posterior:
Un cop finalitzada la reacció, la solució de reacció es va transferir a un embut de separació i després es va extreure dues vegades amb una barreja d'etanol i aigua. Repetiu aquest procés per separar la matèria orgànica i torneu a extreure el producte en un dissolvent orgànic sec i, finalment, obteniu el producte 9,10-dibromoantracè en pols.
Els anteriors són els passos per preparar 9,10-dibromoantracè mitjançant el mètode de síntesi catalitzat per coure, que és adequat per a la síntesi a petita escala al laboratori. Els avantatges d'aquest mètode inclouen baixa temperatura de reacció, catalitzadors fàcilment disponibles i fàcil separació dels productes. Tanmateix, cal tenir en compte que el DMF és un dissolvent tòxic i les condicions de funcionament s'han de controlar estrictament per garantir la seguretat de l'experiment.
4. Mètode de síntesi catalitzat per metalls:
En les reaccions catalitzades per metalls, la síntesi catalitzada per pal·ladi és un mètode d'ús habitual. Els passos específics són els següents:
1 Reactor de pretractament i dissolvent:
Netegeu l'autoclau, l'agitador magnètic, els ports de visió, les canonades i l'aparell de destil·lació. Afegiu un adsorbent de tamís molecular de 4Å al dessecador i l'aire a pressió hi flueix per assecar-lo. Prepareu tetraclorur de carboni (CCl4) i metanol, afegiu-hi l'adsorbent de garbell molecular respectivament i remeneu-ho uniformement, deixeu reposar durant la nit per eliminar l'aigua. Filtrar el CCl4 sec i el metanol amb un filtre per eliminar els tamisos moleculars i guardar en un dessecador fins al seu ús.
2 Prepareu els reactius:
9, 10-Antracèdicarbaldehid (10 g, 0,04 mol) i òxid de sodi (7,1 g, 0,18 mol) es van afegir a 100 ml de metanol, i la reacció es va agitar a 75 graus durant 16 h. Un cop acabada la reacció, el reactiu es va filtrar, es va esbandir amb aigua i es va rentar amb bombolles amb acetonitril al filtre d'aspiració i es va assecar en un dessecador al buit.
3 Síntesi de 9,10-Dibromoantracè:
Dissoleu el 9,10-antracèdicarbaldehid preparat en 400 mL de CCl4, afegiu-hi 15,0 g (0,06 mol) de bromur estannoso i 7,8 g (0,04 mol) de bromur cuprós, i remenar completament la reacció a temperatura ambient sota una atmosfera de nitrogen durant 24 hores. Després de la reacció, es van utilitzar acetonitril i metanol per eluir els productes sintetitzats respectivament. Després de filtrar el líquid material i destil·lar-lo per concentrar-lo amb un dispositiu de destil·lació, afegiu àcid sulfúric dihidrat a PH=1 per començar la cristal·lització. S'alliberarà una gran quantitat d'àcid hidrohalic durant el procés de cristal·lització, de manera que l'àcid hidrohalic s'ha de descarregar a temps. Després de rentar els cristalls amb aigua gelada, l'aigua es va absorbir per l'adsorbent de la bomba de buit i després es va assecar per obtenir cristalls blancs de 9,10-dibromoantracè (14,2 g, rendiment 79%).
4 Conclusió:
Es pot veure que, tot i que la síntesi de 9,10-dibromoantracè catalitzada per metalls té passos complicats, és un mètode eficient i fiable per a la síntesi de 9,10-dibromoantracè, que és adequat per a mitjans a producció a gran escala. A més, el mètode de síntesi no requereix massa reactius, també és més respectuós amb el medi ambient i tindrà una àmplia gamma d'aplicacions.
En resum, diverses vies sintètiques de 9,10-dibromoantracè tenen les seves pròpies característiques i avantatges, i s'ha de seleccionar el mètode sintètic adequat segons la situació real del procés experimental específic.