Thymoquinonis een verbinding gewonnen uit zwarte graszaden, met de chemische formule C10H12O2. Bij kamertemperatuur is het een lichtgele olieachtige vloeistof met een unieke irriterende geur. Moeilijk oplosbaar in water, gemakkelijk oplosbaar in organische oplosmiddelen zoals ethanol en ether. Heeft een unieke irriterende geur. Moeilijk op te lossen in water, maar kan oplossen in organische oplosmiddelen zoals ethanol, ether en chloroform. Het heeft remmende effecten op verschillende bacteriën, waaronder Gram-positieve en Gram-negatieve bacteriën. Deze verbinding oefent antibacteriële effecten uit door bacteriële metabolische processen te verstoren of bacteriële celwanden te beschadigen. Het is ook onderzocht voor gebruik in mondverzorgingsproducten, zoals mondwater, tandpasta, enz. Het kan de groei van bacteriën in de mondholte remmen en het optreden van mondziekten zoals mondzweren en gingivitis verminderen.
(Productlink: https://www.bloomtechz.com/synthetisch-chemisch/additive/thymoquinone-poeder-cas-490-91-5.html)
Deze methode omvat een proces waarbij thimoquinon wordt gesynthetiseerd via meerstapsreacties, beginnend bij 6-oxo-isoforon. Deze methode heeft de voordelen van een eenvoudige bediening, gemakkelijke beschikbaarheid van grondstoffen en een hoge productzuiverheid.
Synthesestappen:
1. Uitdroging tijdens aldolcondensatie
Met aceton en formaldehyde als grondstoffen vindt een aldolcondensatiereactie plaats onder zwak alkalische omstandigheden (zoals NH4OH, NaOH, enz.), waarbij onverzadigd butenon ontstaat. De belangrijkste chemische vergelijking voor deze stap is als volgt:
R-CHO+CH3-CO-R '→ R-CH=CH-R'+H2O
2. 1,2-Nucleofiele additiereactie
Pas de resultaten uit de vorige stap toe - Onverzadigd buteenketon ondergaat een 1,2-nucleofiele additiereactie met acetyleen onder zure omstandigheden (zoals HCl, H2SO4, enz.) om hexacarbyn-tertiaire alcohol te produceren. De overeenkomstige chemische vergelijking is als volgt:
R-CH=CH-R '+HC ≡ CH → R-CH (OH) - CH2-C ≡ CH
3. Reactie opnieuw ordenen
Onder invloed van zwavelzuur ondergaat hexaacetyleen-tertiaire alcohol een herschikkingsreactie om de doelverbinding te genereren. De chemische vergelijking voor deze stap is als volgt:
R-CH (OH) - CH2-C ≡ CH+H2SO4 → RC (OH)=C (OH) - C ≡ CH
4. Bescherming van hydroxylgroepen
Om ervoor te zorgen dat de hydroxylgroepen in volgende stappen niet worden afgereageerd, gebruiken we verestering of verethering om de hydroxylgroepen te beschermen. Veel voorkomende beschermende middelen zijn mierenzuur, methanol, ethylacetaat, enz. De overeenkomstige chemische vergelijking is als volgt:
RC (OH)=C (OH) - C ≡ CH+R'OH → RC (OR ')=C (OR') - C ≡ CH+H2O
5. Reactie met 6-oxo-isoforon
Laat het in de vorige stap verkregen product reageren met 6-oxo-isoforon onder omstandigheden van zwak zuur of zwak base om het tussenproduct van thimochinon te vormen. De overeenkomstige chemische vergelijking is als volgt:
RC (OR ')=C (OR') - C ≡ CH+6-OC (R ")=O → RC (OR ')=C (OR' ) - C (R")=O+R'COOH/R "COOH
6. Bilaterale Wittig-reactie
Onder invloed van sterke basen (zoals NaOH, KOH, enz.) wordt een bilaterale Wittig-reactie uitgevoerd op het tussenproduct om uiteindelijk thymoquinon te synthetiseren. De chemische vergelijking voor deze stap is als volgt:
RC (OR')=C (OR') - C (R")=O+Ph3P=CHCOOEt → Ph3P=CR'- CH (OR') =CR'COOH+Ph3P=O+EtOH
7. Nabehandeling en zuivering
Door middel van extractie, destillatie en herkristallisatie wordt het product gezuiverd om het zeer zuivere Thymoquinone te verkrijgen. De specifieke nabewerkingsmethoden kunnen worden geselecteerd op basis van de werkelijke behoeften.
BASF heeft een unieke synthesemethode toegepast om thimochinon te bereiden, waarbij de hydroxylgroepen worden beschermd, de conversie met 6-oxo-isoforon en de herschikking tijdens het conversieproces plaatsvindt.
Synthesestappen:
1. Hydroxylbescherming
Ten eerste: bescherm de hydroxylgroep van het tussenproduct hexaacetyleen-tert-alcohol. Veelgebruikte beschermingsmiddelen omvatten veresterings- of veretheringsreagentia. Ter bescherming kunnen bijvoorbeeld mierenzuur, methanol of ethylacetaat worden gebruikt. De overeenkomstige chemische vergelijking is als volgt:
R-CH (OH) - CH2-C ≡ CH+R'OH → R-CH (OR ') - CH2-C ≡ CH+H2O
2. Reageer met 6-oxo-isoforon
Laat de beschermde hydroxylgroep reageren met 6-oxo-isoforon onder specifieke omstandigheden. Het doel van deze stap is om 6-oxo-isoforon te verbinden met hexaacetyleen-tert-alcohol, terwijl de beschermende toestand van de hydroxylgroep behouden blijft. De overeenkomstige chemische vergelijking is als volgt:
R-CH (OR ') - CH2-C ≡ CH+6-OC (R ")=O → R-CH (OR')=C (OR" ) - C (R ")=O+R'COOH/R" COOH
3. Nabestellen tijdens het conversieproces
Tijdens het reactieproces kunnen tussenproducten herschikkingsreacties ondergaan, die voornamelijk worden bereikt door intramoleculaire reacties of interacties met andere functionele groepen. De specifieke herschikkingsmethode hangt af van de reactieomstandigheden en de structuur van het tussenproduct. De herschikte chemische vergelijkingen kunnen complexer zijn en moeten worden geschreven op basis van feitelijke situaties.
4. Verwijder de bescherming en productscheiding
Ten slotte wordt de eerder beschermde hydroxylgroep onder specifieke omstandigheden ontschermd om het doelproduct, Thimoquinone, te verkrijgen. Deze stap kan worden ontschermd via methoden zoals hydrolyse, reductie of zuur/base-katalyse, en de specifieke methode moet worden geselecteerd op basis van de daadwerkelijke beschermende groep. Na ontscherming kan Thimoquinone worden gescheiden en gezuiverd om producten met een hoge zuiverheid te verkrijgen.
De belangrijkste route voor het synthetiseren van astaxanthine in China is: - Met behulp van violet keton als grondstof wordt astaxanthine uiteindelijk gesynthetiseerd via een reeks chemische reacties. Deze methode heeft de voordelen van gemakkelijke beschikbaarheid van grondstoffen, milde reactieomstandigheden en hoge productzuiverheid.
Synthesestappen:
1. Behandeling met m-chloorperoxybenzoëzuur
Ten eerste: integreer - Violet keton reageert met m-chloorperoxybenzoëzuur en ondergaat oxidatie tot - Een hydroxylgroep wordt geïntroduceerd op de zijketen van violet keton om een tussenproduct te vormen. Het doel van deze stap is om de noodzakelijke functionele groepen te verschaffen voor daaropvolgende chemische reacties. De chemische vergelijking is als volgt:
(CH3) 2C=CHCH2CH2CHO+(COCl) 2 (CCl4) → (CH3) 2C=CHCH2CH2COOH+(COCl) 2 (COOH)
2. Tussentijdse conversie
Het gegenereerde tussenproduct ondergaat een reeks transformatieprocessen, zoals verestering, hydrolyse, enz., met als doel het tussenproduct om te zetten in een vorm waarin daaropvolgende reacties gemakkelijker kunnen worden uitgevoerd. De specifieke stappen en chemische vergelijkingen van deze transformatieprocessen moeten worden geschreven op basis van de feitelijke situatie.
3. Zure herschikking
Onder invloed van waterstofbromide ondergaat het tussenproduct een verzuringsherschikkingsreactie. Het doel van deze stap is om de moleculaire structuur verder aan te passen door middel van herschikkingsreacties, ter voorbereiding op daaropvolgende reacties. De specifieke chemische vergelijkingen moeten worden geschreven op basis van de werkelijke situatie.
4. Interactie met trifenylfosfine
Het tussenproduct reageert met trifenylfosfine om pentadecaantrifenyl quaternair fosfoniumzout te produceren. Het doel van deze stap is om specifieke functionele groepen te introduceren via de reactie met trifenylfosfine, ter voorbereiding op daaropvolgende reacties. De specifieke chemische vergelijkingen moeten worden geschreven op basis van de werkelijke situatie.
5. Bidirectionele Wittig-reactie
Tenslotte werd het quaternaire fosfoniumzout via een bidirectionele Wittig-reactie omgezet in astaxanthine. De sleutel tot deze stap is het verzekeren van een soepel verloop van de Wittig-reactie en het bereiken van een hoge opbrengst. De specifieke chemische vergelijkingen moeten worden geschreven op basis van de werkelijke situatie.