Chrysofaanzuur, ook bekend als 1,8-dihydroxy-3-methyl-9,10-antraceendion, is een gele kristallijne substantie met sterke verfeigenschappen en milde antibacteriële eigenschappen. De chemische formule is C15H10O4, een organische verbinding die chemisch actief is. Enigszins oplosbaar in water, gemakkelijker oplosbaar in ethanol en ether. Het oxideert gemakkelijk en ontleedt bij verhitting. Het kan reageren met water, natriumhydroxide en kaliumjodaat, enz. Het molecuul van chrysofaanzuur bevat twee hydroxylgroepen en één carbonylgroep, dus het heeft enkele typische hydroxyl- en carbonylreacties. Het kan bijvoorbeeld reageren met ammoniak om fumaraat te vormen, en het kan reageren met salpeterigzuur om chinolines te produceren.
Chemische reactie van chrysofaanzuur:
(1) Chrysofaanzuur reageert met oxidatiemiddelen: Chrysofaanzuur kan reageren met oxidatiemiddelen zoals waterstofperoxide en natriumchloraat om derivaten te genereren met hogere oxidatietoestanden, zoals montmorillonietzuur en dalianzuur.
(2) Chrysofaanzuur reageert met ammoniak: Chrysofaanzuur reageert met ammoniak om fumaraat te genereren, wat een soort zeer doorlatend molecuul is en ook veel wordt gebruikt in celcultuur, biowetenschappelijk onderzoek en andere gebieden.
(3) Chrysofaanzuur reageert met salpeterigzuur: Chrysofaanzuur reageert met salpeterigzuur en vormt een verbinding met een chinolinestructuur, die de groei van mycelium remt en bacteriedodend werkt.
De synthesemethode van chrysofaanzuur:
1. Extractie uit schors of dubbelzinnige planten: Dit was voorheen de meest gebruikte methode. Het vereist complexe voorbereidingsstappen zoals destillatie en zuivering van planten, en de kosten zijn relatief hoog.
Specifieke stappen zijn als volgt:
(1.) Voorbehandeling van schors- of plantmonsters: Eerst wordt de gedroogde schors of het plantaardig materiaal geplet en gezeefd (ongeveer 20 mesh). Neem vervolgens 50 g poedermonster, voeg 800 ml natriumhydroxide (NaOH) (0,5 M) en 200 ml water toe, meng goed
(2.) Extractie van chrysofaanzuur: verwarm het mengsel tot 70 graden en gebruik een roerder om het gelijkmatig te roeren. Voeg 300 ml ethanol toe om op te lossen en blijf 30 minuten roeren. Nadat het mengsel tot kamertemperatuur was afgekoeld, werd 300 ml n-hexaan toegevoegd en 5 minuten geroerd. Daarna liet men het mengsel 10 minuten staan, de n-hexaanfase werd afgescheiden en de bewerking werd herhaald. Breng alle n-hexaanfase over in een opvangkolf. Het gehalte aan chrysofaanzuur in het mengsel is ongeveer 4 mg/ml.
(3.) Scheiding en zuivering door chloroformkolomchromatografie: de chrysofaanzuur-n-hexaanfase werd overgebracht naar een bekerglas en ingedampt. Het resulterende residu werd opgelost met een kleine hoeveelheid chloroform. Vervolgens werd het gescheiden en gezuiverd door het door een 10 cm lange silicagelkolom met een diameter van 1 cm te voeren. Voer laag voor laag kolomchromatografie uit met chloroform/ethylacetaat (3:1) als eluens met 5 ml per laag. Verzamel de laag chrysophanic acid. Ten slotte werd het opgelost met een mengsel van chloroform/methanol om gezuiverd chrysofaanzuur te verkrijgen. Verzamel deze vloeistoffen en bewaar ze in kleine reageerbuisjes of andere luchtdichte containers om chrysofaanzuur van hoge kwaliteit te verkrijgen.
Concluderend, het bovenstaande is een zeer efficiënte methode om chrysofaanzuur te extraheren uit schors of pluizige planten. Deze methode is eenvoudig en efficiënt, vereist geen dure reagentia en apparatuur en kan hoogwaardig chrysofaanzuur in grote hoeveelheden produceren, waardoor effectieve grondstoffen worden geleverd voor daaropvolgend geneesmiddel- en biologisch onderzoek.
2. Synthesemethode: De synthesemethode is momenteel een van de meest gebruikte methoden voor de bereiding van chrysofaanzuur. Veelgebruikte synthetische methoden zijn de Ball-Smitt-reactie en de epoxidatiereactie.
2.1 Ball-Smit-reactie:
De Ball-Smit-reactie is om benzaldehyde en azijnzuur te gebruiken om te reageren met verdund zwavelzuur om benzaldehyde-derivaten te genereren, en vervolgens de derivaten te verwarmen tot een bepaalde temperatuur om te reageren met formaldehyde om tussenproduct 2 te verkrijgen, en vervolgens oxidanten zoals salpeterzuur te gebruiken en salpeterigzuur om te werken wordt chrysofaanzuur gevormd.
Hieronder volgen specifieke instructies:
(1.) Eerst moeten we de benodigde materialen en chemische reagentia voorbereiden. We hebben chemicaliën nodig zoals resorcinol (1,2-dihydroxybenzeen), zeer giftige chemicaliën isocyanaat en hydrazinehydraat, natriumjodaat, dinatriumpersulfaat, maïsolie, geconcentreerd natriumhydroxide, azijnzuur en chloroform. Deze chemische reagentia zijn gangbare grondstoffen en reagentia in het laboratorium.
(2.) In het experiment moeten we eerst de eerste stap in de Paul-Smitt-reactie uitvoeren: de synthese van p-digesubstitueerd fenol. Dit kan worden gedaan door resorcinol te mengen met isocyanaat en hydrazinehydraat en te reageren bij kamertemperatuur gedurende 8-12 uur. Op dit moment moeten we aandacht besteden aan het beheersen van de temperatuur, en deze mag niet hoger zijn dan 40 graden, anders kunnen er nevenreacties optreden.
(3.) Nadat de eerste stap is voltooid, moeten we deze omzetten in 1,8-naftaleendioxide. Dit proces vereist de toevoeging van natriumjodaat en dinatriumpersulfaat. Wanneer deze twee chemische reagentia in de reactie worden gevormd, is het noodzakelijk om de reactie te verwarmen tot een waterbadtoevoer. Aan het einde van de reactie kan het 1,8-naftaleendioxide alleen door extractie worden verkregen.
(4.) Nadat we 1,8-naftaleendioxide hebben verkregen, moeten we het opnieuw oplossen in maïsolie en het vervolgens toevoegen aan 1,5 M natriumhydroxide om de omzetting in chrysofaanzuur te starten. Deze reactie vereist verwarming op 70 graden gedurende 90 minuten om te voltooien. Op dit moment moeten we de temperatuur regelen en de temperatuur niet boven de 70 graden laten komen, anders kan de conversieratio afnemen.
(5.) In de laatste stap moeten we de extractie voor het chrysofaanzuur uitvoeren. Op dit punt gebruiken we geconcentreerd azijnzuur en chloroform voor extractie. Vervolgens hebben we het geëxtraheerde chrysofaanzuur verder geconcentreerd met een roterende vacuümverdamper om een zuiverder product te verkrijgen.
Het bovenstaande is het proces van het synthetiseren van chrysofaanzuur uit de gedetailleerde stappen van de synthesemethode Ball-Smit-reactie. Opgemerkt moet worden dat we tijdens het experiment de temperatuur, reactietijd en de hoeveelheid chemische reagentia die in elke stap worden gebruikt, moeten beheersen om betere producten te verkrijgen.
2.2 Epoxidatiereactie:
De reactant van de epoxidatiereactie is voornamelijk 2-hydroxy-1,4-naftochinon. De reactie gebruikt waterstofperoxide of chroomtrioxide om 2-hydroxy-1,4-naftochinon te oxideren om een oxidant te genereren en ondergaat vervolgens een epoxidatiereactie om chrysofaanzuur te verkrijgen.
gedetailleerde stappen:
(1.) Bereiding van grondstoffen:
De synthese van chrysofaanzuur vereist de volgende grondstoffen: anthrachinon, maleïnezuuranhydride, benzeen, zwavelzuur, hypochloorzuur en natriumhydroxide, enz. Deze ingrediënten moeten nauwkeurig worden afgewogen en bereid.
(2.) Bereiding van epoxidatiereactie:
Uitgaande van anthrachinon werd 1,2-dihydroantrachinon bereid door katalytische hydrogenering van benzeen; vervolgens liet men het reageren met isopropanol en maleïnezuuranhydride om epoxyverbindingen te bereiden.
(3.) Verbetering van de epoxidatiereactie:
Een verbeterde epoxidatiereactiemethode is een door sulfonering gemodificeerde epoxidatiereactie. 1,2-dihydroantrachinon wordt geprecipiteerd in zwavelzuur, dat vervolgens reageert met natriumnitriet om N-nitro-1,2-dihydroantrachinon te genereren. Ten slotte wordt het product verdund met base en omgezet om epoxyverbindingen te vormen.
(4.) Oplossing:
Wanneer de omstandigheden voor de epoxidatiereactie niet geschikt zijn, kan de opbrengst afnemen. Om dit probleem op te lossen, kunnen enkele van de volgende corrigerende maatregelen worden genomen:
(4.1) Verander het reactiesysteem: probeer verschillende katalysatoren en oplosmiddelen om de optimale reactieomstandigheden te vinden.
(4.2) Veranderen van de reactietijd: het verkorten of verlengen van de reactietijd kan de opbrengst van het product beïnvloeden.
(4.3) Veranderen van de reactietemperatuur: het verlagen van de reactietemperatuur kan de vorming van bijproducten verminderen en de productopbrengst verhogen.
Concluderend vereist de synthese van chrysofaanzuur een epoxidatiereactie als een belangrijke stap. De traditionele methode vereist de katalytische hydrogenering van anthrachinon met benzeen om 1,2-dihydroantrachinon te bereiden, dat vervolgens reageert met maleïnezuuranhydride om epoxyverbindingen te bereiden. Een verbeterde methode is de door sulfonering gemodificeerde epoxidatiereactie. De opbrengst kan echter worden beperkt door de reactieomstandigheden en er moeten enkele maatregelen worden genomen om de reactie te verbeteren.
Kortom, als een verbinding die veel wordt gebruikt in de klinische geneeskunde, scheikunde, biologie en andere gebieden, heeft chrysofaanzuur veel chemische eigenschappen en reactiekarakteristieken, en de synthesemethode wordt ook voortdurend ontwikkeld en verbeterd.