Timochinoneè un composto estratto dai semi dell'erba nera, con formula chimica C10H12O2. A temperatura ambiente è un liquido oleoso di colore giallo chiaro con un odore irritante unico. Difficile da sciogliere in acqua, facilmente solubile in solventi organici come etanolo ed etere. Ha un odore irritante unico. Difficile da sciogliere in acqua, ma può dissolversi in solventi organici come etanolo, etere e cloroformio. Ha effetti inibitori su vari batteri, inclusi batteri Gram positivi e Gram negativi. Questo composto esercita effetti antibatterici interferendo con i processi metabolici batterici o danneggiando le pareti cellulari batteriche. È stato studiato anche per l'uso in prodotti per l'igiene orale, come collutori, dentifrici, ecc. Può inibire la crescita dei batteri nel cavo orale e ridurre l'insorgenza di malattie orali come ulcere orali e gengiviti.
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Questo metodo prevede un processo di sintesi del timochinone attraverso reazioni in più fasi a partire da 6-oxo isoforone. Questo metodo presenta i vantaggi di un funzionamento semplice, di una facile disponibilità di materie prime e di un'elevata purezza del prodotto.
Fasi di sintesi:
1. Disidratazione durante la condensazione aldolica
Utilizzando acetone e formaldeide come materie prime, una reazione di condensazione aldolica avviene in condizioni alcaline deboli (come NH4OH, NaOH, ecc.), generando - Butenone insaturo. La principale equazione chimica per questo passaggio è la seguente:
R-CHO+CH3-CO-R '→ R-CH=CH-R'+H2O
2. 1,2-Reazione di addizione nucleofila
Applicare i risultati ottenuti dal passaggio precedente: il butene chetone insaturo subisce una reazione di addizione 1,2-nucleofila con l'acetilene in condizioni acide (come HCl, H2SO4, ecc.) per produrre alcol terziario esacarbina. L'equazione chimica corrispondente è la seguente:
R-CH=CH-R '+HC ≡ CH → R-CH (OH) - CH2-C ≡ CH
3. Reazione di riordino
Sotto l'azione dell'acido solforico, l'alcol terziario esaacetilenico subisce una reazione di riarrangiamento per generare il composto bersaglio. L'equazione chimica per questo passaggio è la seguente:
R-CH (OH) - CH2-C ≡ CH+H2SO4 → RC (OH)=C (OH) - C ≡ CH
4. Protezione dei gruppi idrossilici
Per garantire che i gruppi ossidrile non vengano eliminati nelle fasi successive, utilizziamo l'esterificazione o l'eterificazione per proteggere i gruppi ossidrile. Gli agenti protettivi comuni includono acido formico, metanolo, acetato di etile, ecc. L'equazione chimica corrispondente è la seguente:
RC (OH)=C (OH) - C ≡ CH+R'OH → RC (OR ')=C (OR') - C ≡ CH+H2O
5. Reazione con 6-oxo isoforone
Reagire il prodotto ottenuto nel passaggio precedente con 6-oxo isoforone in condizioni di acido debole o base debole per formare l'intermedio di timochinone. L'equazione chimica corrispondente è la seguente:
RC (OR ')=C (OR') - C ≡ CH+6-OC (R ")=O → RC (OR ')=C (OR' ) - C (R")=O+R'COOH/R "COOH
6. Reazione di Wittig bilaterale
Sotto l'azione di basi forti (come NaOH, KOH, ecc.), viene effettuata una reazione di Wittig bilaterale sull'intermedio per sintetizzare infine il timochinone. L'equazione chimica per questo passaggio è la seguente:
RC (OR')=C (OR') - C (R")=O+Ph3P=CHCOOEt → Ph3P=CR'- CH (OR') =CR'COOH+Ph3P=O+EtOH
7. Post trattamento e purificazione
Mediante estrazione, distillazione e ricristallizzazione, il prodotto viene purificato per ottenere timochinone di elevata purezza. I metodi di post-elaborazione specifici possono essere selezionati in base alle esigenze effettive.
BASF ha adottato un metodo di sintesi unico per preparare il timochinone, che prevede la protezione dei gruppi idrossilici, la conversione con 6-oxo isoforone e il riarrangiamento durante il processo di conversione.
Fasi di sintesi:
1. Protezione idrossile
In primo luogo, proteggere il gruppo ossidrile dell'alcool terz esaacetilene intermedio, i protettivi comunemente usati includono reagenti di esterificazione o eterificazione. Ad esempio, per la protezione è possibile utilizzare acido formico, metanolo o acetato di etile. L'equazione chimica corrispondente è la seguente:
R-CH (OH) - CH2-C ≡ CH+R'OH → R-CH (OR ') - CH2-C ≡ CH+H2O
2. Reagire con 6-oxo isoforone
Reagire il gruppo ossidrile protetto con 6-oxo isoforone in condizioni specifiche. Lo scopo di questo passaggio è collegare l'6-oxo isoforone all'alcool terz esaacetilenico mantenendo lo stato protettivo del gruppo ossidrile. L'equazione chimica corrispondente è la seguente:
R-CH (OR ') - CH2-C ≡ CH+6-OC (R ")=O → R-CH (OR')=C (OR" ) - C (R ")=O+R'COOH/R" COOH
3. Riordino durante il processo di conversione
Durante il processo di reazione, gli intermedi possono subire reazioni di riarrangiamento, che si ottengono principalmente attraverso reazioni intramolecolari o interazioni con altri gruppi funzionali. Il metodo di riarrangiamento specifico dipende dalle condizioni di reazione e dalla struttura dell'intermedio. Le equazioni chimiche riorganizzate possono essere più complesse e devono essere scritte in base alle situazioni reali.
4. Rimuovere la protezione e la separazione del prodotto
Infine, il gruppo ossidrile precedentemente protetto viene deprotetto in condizioni specifiche per ottenere il prodotto target, il timochinone. Questo passaggio può essere deprotetto tramite metodi quali idrolisi, riduzione o catalisi acido/base e il metodo specifico deve essere selezionato in base al gruppo protettivo effettivo. Dopo la deprotezione, il timochinone può essere separato e purificato per ottenere prodotti di elevata purezza.
La via principale per sintetizzare l'astaxantina in Cina è: utilizzando il chetone viola come materia prima, l'astaxantina viene infine sintetizzata attraverso una serie di reazioni chimiche. Questo metodo presenta i vantaggi di una facile disponibilità delle materie prime, di condizioni di reazione blande e di un'elevata purezza del prodotto.
Fasi di sintesi:
1. Trattamento con acido m-cloroperossibenzoico
Innanzitutto, integrare - Il chetone viola reagisce con l'acido m-cloroperossibenzoico e subisce l'ossidazione a - Un gruppo ossidrile viene introdotto sulla catena laterale del chetone viola per formare un intermedio. Lo scopo di questa fase è fornire i gruppi funzionali necessari per le successive reazioni chimiche. L’equazione chimica è la seguente:
(CH3) 2C=CHCH2CH2CHO+(COCl) 2 (CCl4) → (CH3) 2C=CHCH2CH2COOH+(COCl) 2 (COOH)
2. Conversione intermedia
L'intermedio generato subisce una serie di processi di trasformazione, come esterificazione, idrolisi, ecc., con l'obiettivo di trasformare l'intermedio in una forma più facile da realizzare per le reazioni successive. I passaggi specifici e le equazioni chimiche di questi processi di trasformazione devono essere scritti in base alla situazione reale.
3. Riarrangiamento acido
Sotto l'azione dell'acido bromidrico, l'intermedio subisce una reazione di riarrangiamento dell'acidificazione. Lo scopo di questa fase è aggiustare ulteriormente la struttura molecolare attraverso reazioni di riarrangiamento, in preparazione alle reazioni successive. Le equazioni chimiche specifiche devono essere scritte in base alla situazione reale.
4. Interazione con trifenilfosfina
L'intermedio reagisce con la trifenilfosfina per produrre pentadecano trifenil sale di fosfonio quaternario. Lo scopo di questa fase è quello di introdurre gruppi funzionali specifici attraverso la reazione con trifenilfosfina, in preparazione alle reazioni successive. Le equazioni chimiche specifiche devono essere scritte in base alla situazione reale.
5. Reazione di Wittig bidirezionale
Infine, il sale di fosfonio quaternario è stato convertito in astaxantina attraverso una reazione di Wittig bidirezionale. La chiave di questo passaggio è garantire il regolare svolgimento della reazione di Wittig e ottenere una resa elevata. Le equazioni chimiche specifiche devono essere scritte in base alla situazione reale.