Acido crisofanico, noto anche come 1,8-diidrossi-3-metil-9,10-antracendione, è una sostanza cristallina gialla con spiccate proprietà coloranti e blande proprietà antibatteriche. La sua formula chimica è C15H10O4, che è un composto organico chimicamente attivo. Leggermente solubile in acqua, più facilmente solubile in etanolo ed etere. Si ossida facilmente e si decompone se riscaldato. Può reagire con acqua, idrossido di sodio e iodato di potassio, ecc. La molecola dell'acido crisofanico contiene due gruppi idrossilici e un gruppo carbonilico, quindi ha alcune tipiche reazioni ossidriliche e carboniliche. Ad esempio, può reagire con l'ammoniaca per formare fumarato e può reagire con acido nitroso per produrre chinoline.
Reazione chimica dell'acido crisofanico:
(1) L'acido crisofanico reagisce con agenti ossidanti: l'acido crisofanico può reagire con agenti ossidanti come il perossido di idrogeno e il clorato di sodio per generare derivati con stati di ossidazione più elevati, come l'acido montmorillonite e l'acido dalianico.
(2) L'acido crisofanico reagisce con l'ammoniaca: l'acido crisofanico reagisce con l'ammoniaca per generare fumarato, che è una specie di molecola altamente permeabile ed è anche ampiamente utilizzata nella coltura cellulare, nella ricerca sulle scienze della vita e in altri campi.
(3) L'acido crisofanico reagisce con l'acido nitroso: l'acido crisofanico reagisce con l'acido nitroso per formare un composto con una struttura chinolinica, che ha l'effetto di inibire la crescita del micelio e battericida.
Il metodo di sintesi dell'acido crisofanico:
1. Estrazione dalla corteccia o da piante ambigue: questo era il metodo più utilizzato prima. Richiede fasi di preparazione complesse come la distillazione e la purificazione delle piante e il costo è relativamente elevato.
I passaggi specifici sono i seguenti:
(1.) Pretrattamento di campioni di corteccia o piante: in primo luogo, la corteccia essiccata o il materiale vegetale viene frantumato e setacciato (circa 20 mesh). Quindi prelevare 50 g di campione di polvere, aggiungere 800 ml di idrossido di sodio (NaOH) (0,5 M) e 200 ml di acqua, mescolare bene
(2.) Estrazione dell'acido crisofanico: riscaldare la miscela a 70 gradi e utilizzare un agitatore per mescolarla uniformemente. Aggiungere 300 ml di etanolo per sciogliere e continuare ad agitare per 30 minuti. Quando la miscela è stata raffreddata a temperatura ambiente, sono stati aggiunti 300 mi di n-esano e agitati per 5 minuti. La miscela è stata quindi lasciata per 10 minuti, la fase n-esana è stata separata e l'operazione è stata ripetuta. Trasferire tutta la fase n-esano in un matraccio di raccolta. Il contenuto di acido crisofanico nella miscela è di circa 4 mg/ml.
(3.) Separazione e purificazione mediante cromatografia su colonna di cloroformio: la fase n-esano dell'acido crisofanico è stata trasferita in un bicchiere ed evaporata. Il residuo risultante è stato sciolto con una piccola quantità di cloroformio. Quindi, è stato separato e purificato passando attraverso una colonna di gel di silice lunga 10 cm e con un diametro di 1 cm. Eseguire la cromatografia su colonna strato per strato utilizzando cloroformio/etil acetato (3:1) come eluente con 5 mL per strato. Raccogli la sovrapposizione di acido crisofanico. Infine, è stato sciolto con una miscela di cloroformio/metanolo per ottenere acido crisofanico purificato. Raccogli questi liquidi e conservali in piccole provette o altri contenitori ermetici per ottenere acido crisofanico di alta qualità.
In conclusione, quanto sopra è un metodo altamente efficiente per estrarre l'acido crisofanico dalla corteccia o dalle piante sfocate. Questo metodo è semplice ed efficiente, non richiede reagenti e attrezzature costosi e può produrre acido crisofanico di alta qualità in grandi quantità, fornendo materie prime efficaci per la successiva ricerca farmacologica e biologica.
2. Metodo di sintesi: il metodo di sintesi è attualmente uno dei metodi più utilizzati per la preparazione dell'acido crisofanico. Metodi sintetici comuni includono la reazione di Ball-Smitt e la reazione di epossidazione.
2.1 Reazione palla-colpo:
La reazione di Ball-Smit consiste nell'utilizzare benzaldeide e acido acetico per reagire con acido solforico diluito per generare derivati della benzaldeide, quindi riscaldare i derivati a una certa temperatura per reagire con la formaldeide per ottenere il prodotto intermedio 2, quindi utilizzare ossidanti come l'acido nitrico e acido nitroso per agire Si forma acido crisofanico.
Di seguito sono riportate istruzioni specifiche:
(1.) Innanzitutto, dobbiamo preparare i materiali e i reagenti chimici richiesti. Abbiamo bisogno di sostanze chimiche come resorcinolo (1,2-diidrossibenzene), sostanze chimiche altamente tossiche isocianato e idrazina idrato, iodato di sodio, persolfato disodico, olio di mais, idrossido di sodio concentrato, acido acetico e cloroformio. Questi reagenti chimici sono materie prime e reagenti comuni in laboratorio.
(2.) Nell'esperimento, dobbiamo prima eseguire il primo passo nella reazione di Paul-Smitt: la sintesi del fenolo p-disostituito. Questo può essere fatto mescolando resorcina con isocianato e idrazina idrato e facendo reagire a temperatura ambiente per 8-12 ore. In questo momento, dobbiamo prestare attenzione al controllo della temperatura e non deve superare i 40 gradi, altrimenti potrebbero verificarsi reazioni collaterali.
(3.) Dopo aver completato il primo passaggio, dobbiamo convertirlo in 1,8-naftalene biossido. Questo processo richiede l'aggiunta di iodato di sodio e persolfato disodico. Quando questi due reagenti chimici si formano nella reazione, è necessario riscaldare la reazione a bagno d'acqua. Al termine della reazione, l'1,8-naftalene biossido può essere ottenuto solo per estrazione.
(4.) Dopo aver ottenuto 1,8- biossido di naftalene, dobbiamo ridiscioglierlo in olio di mais, quindi aggiungerlo a 1,5 M di idrossido di sodio per avviare la sua conversione in acido crisofanico. Questa reazione richiede il riscaldamento a 70 gradi per 90 minuti per essere completata. In questo momento, dobbiamo controllare la temperatura e non lasciare che la temperatura superi i 70 gradi, altrimenti il tasso di conversione potrebbe diminuire.
(5.) Nell'ultimo passaggio, dobbiamo eseguire l'estrazione dell'acido crisofanico. A questo punto, usiamo acido acetico concentrato e cloroformio per l'estrazione. Successivamente, abbiamo ulteriormente concentrato l'acido crisofanico estratto mediante un evaporatore rotante sottovuoto per ottenere un prodotto più puro.
Quanto sopra è il processo di sintesi dell'acido crisofanico dai passaggi dettagliati del metodo di sintesi Reazione Ball-Smit. Va notato che durante l'esperimento, dobbiamo padroneggiare la temperatura, il tempo di reazione e la quantità di reagenti chimici utilizzati in ogni passaggio per ottenere prodotti migliori.
2.2 Reazione di epossidazione:
Il reagente della reazione di epossidazione è principalmente 2-idrossi-1,4-naftochinone. La reazione utilizza perossido di idrogeno o triossido di cromo per ossidare 2-idrossi-1, 4-naftochinone per generare un ossidante, quindi subisce una reazione di epossidazione per ottenere l'acido crisofanico.
passaggi dettagliati:
(1.) Preparazione delle materie prime:
La sintesi dell'acido crisofanico richiede le seguenti materie prime: antrachinone, anidride maleica, benzene, acido solforico, acido ipocloroso e idrossido di sodio, ecc. Questi ingredienti devono essere accuratamente pesati e preparati.
(2.) Preparazione della reazione di epossidazione:
Partendo dall'antrachinone, è stato preparato l'1,2-diidroantrachinone mediante idrogenazione catalitica del benzene; quindi, è stato fatto reagire con isopropanolo e anidride maleica per preparare composti epossidici.
(3.) Miglioramento della reazione di epossidazione:
Un metodo di reazione di epossidazione migliorato è la reazione di epossidazione modificata per solfonazione. 1,2-diidroantrachinone viene precipitato in acido solforico, che viene poi fatto reagire con nitrito di sodio per generare N-nitro-1,2-diidroantrachinone. Infine, il prodotto viene diluito con base e fatto reagire per formare composti epossidici.
(4.) Rimedio:
Quando le condizioni della reazione di epossidazione non sono adatte, la resa può diminuire. Per risolvere questo problema, è possibile adottare alcune delle seguenti misure correttive:
(4.1) Modificare il sistema di reazione: provare diversi catalizzatori e solventi per trovare le condizioni di reazione ottimali.
(4.2) Modifica del tempo di reazione: accorciare o prolungare il tempo di reazione può influire sulla resa del prodotto.
(4.3) Modifica della temperatura di reazione: l'abbassamento della temperatura di reazione può ridurre la formazione di sottoprodotti e aumentare la resa del prodotto.
In conclusione, la sintesi dell'acido crisofanico richiede la reazione di epossidazione come passaggio chiave. Il metodo tradizionale richiede l'idrogenazione catalitica dell'antrachinone con benzene per preparare 1,2-diidroantrachinone, che viene poi fatto reagire con anidride maleica per preparare composti epossidici. Un metodo migliorato è la reazione di epossidazione modificata con solfonazione. Tuttavia, la resa può essere limitata dalle condizioni di reazione e alcune misure devono essere prese per migliorare la reazione.
In breve, come composto ampiamente utilizzato in medicina clinica, chimica, biologia e altri campi, l'acido crisofanico ha molte proprietà chimiche e caratteristiche di reazione e anche il suo metodo di sintesi è in costante sviluppo e miglioramento.