Thymoquinoner en forbindelse udvundet af sorte græsfrø med den kemiske formel C10H12O2. Ved stuetemperatur er det en lysegul olieagtig væske med en unik irriterende lugt. Svært at opløse i vand, let opløseligt i organiske opløsningsmidler som ethanol og ether. Har en unik irriterende lugt. Svært at opløse i vand, men kan opløses i organiske opløsningsmidler som ethanol, ether og chloroform. Det har hæmmende virkninger på forskellige bakterier, herunder grampositive og gramnegative bakterier. Denne forbindelse udøver antibakterielle virkninger ved at forstyrre bakterielle metaboliske processer eller beskadige bakterielle cellevægge. Det er også blevet undersøgt til brug i mundplejeprodukter, såsom mundskyl, tandpasta osv. Det kan hæmme væksten af bakterier i mundhulen og reducere forekomsten af mundsygdomme såsom mundsår og tandkødsbetændelse.
(Produkt link: https://www.bloomtechz.com/synthetic-chemical/additive/thymoquinone-powder-cas-490-91-5.html)
Denne metode involverer en proces med syntetisering af thimoquinon gennem flertrinsreaktioner startende fra 6-oxo isophoron. Denne metode har fordelene ved enkel betjening, let tilgængelighed af råmaterialer og høj produktrenhed.
Syntese trin:
1. Dehydrering under aldolkondensering
Ved at bruge acetone og formaldehyd som råmaterialer opstår der en aldol-kondensationsreaktion under svage alkaliske forhold (såsom NH4OH, NaOH osv.), hvilket genererer - Umættet butenon. Den vigtigste kemiske ligning for dette trin er som følger:
R-CHO+CH3-CO-R '→ R-CH=CH-R'+H2O
2. 1,2-Nukleofil additionsreaktion
Anvend resultaterne opnået fra det foregående trin - Umættet butenketon gennemgår en 1,2-nukleofil additionsreaktion med acetylen under sure forhold (såsom HCl, H2SO4 osv.) for at producere hexacarbyn tertiær alkohol. Den tilsvarende kemiske ligning er som følger:
R-CH=CH-R '+HC ≡ CH → R-CH (OH) - CH2-C ≡ CH
3. Omorganisering af reaktion
Under virkningen af svovlsyre gennemgår hexaacetylen tertiær alkohol en omlejringsreaktion for at generere målforbindelsen. Den kemiske ligning for dette trin er som følger:
R-CH (OH) - CH2-C ≡ CH+H2SO4 → RC (OH)=C (OH) - C ≡ CH
4. Beskyttelse af hydroxylgrupper
For at sikre at hydroxylgrupperne ikke reageres fra i efterfølgende trin, bruger vi esterificering eller etherificering til at beskytte hydroxylgrupperne. Almindelige beskyttelsesmidler omfatter myresyre, methanol, ethylacetat osv. Den tilsvarende kemiske ligning er som følger:
RC (OH)=C (OH) - C ≡ CH+R'OH → RC (ELLER ')=C (OR') - C ≡ CH+H2O
5. Reaktion med 6-oxo isophoron
Omsæt produktet opnået i det foregående trin med 6-oxo-isophoron under svage syre- eller svage baseforhold for at danne mellemproduktet af thimoquinon. Den tilsvarende kemiske ligning er som følger:
RC (ELLER ')=C (ELLER') - C ≡ CH+6-OC (R ")=O → RC (ELLER ')=C (ELLER' ) - C (R")=O+R'COOH/R "COOH
6. Bilateral Wittig-reaktion
Under påvirkning af stærke baser (såsom NaOH, KOH osv.) udføres en bilateral Wittig-reaktion på mellemproduktet for i sidste ende at syntetisere thymoquinon. Den kemiske ligning for dette trin er som følger:
RC (ELLER')=C (ELLER') - C (R")=O+Ph3P=CHCOOEt → Ph3P=CR'- CH (ELLER') =CR'COOH+Ph3P=O+EtOH
7. Efterbehandling og oprensning
Ved hjælp af ekstraktion, destillation og omkrystallisation oprenses produktet for at opnå højrenhed Thymoquinon. De specifikke efterbehandlingsmetoder kan vælges efter de faktiske behov.
BASF har vedtaget en unik syntesemetode til fremstilling af thimoquinon, som involverer beskyttelse af hydroxylgrupper, konvertering med 6-oxo-isophoron og omarrangering under konverteringsprocessen.
Syntese trin:
1. Hydroxylbeskyttelse
For det første skal du beskytte hydroxylgruppen i den mellemliggende hexaacetylen-tert-alkohol, almindeligt anvendte beskyttelsesmidler omfatter esterificerings- eller etherificeringsreagenser. For eksempel kan myresyre, methanol eller ethylacetat bruges til beskyttelse. Den tilsvarende kemiske ligning er som følger:
R-CH (OH) - CH2-C ≡ CH+R'OH → R-CH (OR ') - CH2-C ≡ CH+H2O
2. Reager med 6-oxo isophoron
Reager den beskyttede hydroxylgruppe med 6-oxo-isophoron under specifikke betingelser. Formålet med dette trin er at forbinde 6-oxo-isophoron til hexaacetylen-tert-alkohol, mens hydroxylgruppens beskyttende tilstand opretholdes. Den tilsvarende kemiske ligning er som følger:
R-CH (ELLER ') - CH2-C ≡ CH+6-OC (R ")=O → R-CH (ELLER')=C (ELLER" ) - C (R ")=O+R'COOH/R" COOH
3. Genbestilling under konverteringsprocessen
Under reaktionsprocessen kan mellemprodukter gennemgå omlejringsreaktioner, som hovedsageligt opnås gennem intramolekylære reaktioner eller interaktioner med andre funktionelle grupper. Den specifikke omlejringsmetode afhænger af reaktionsbetingelserne og strukturen af mellemproduktet. De omarrangerede kemiske ligninger kan være mere komplekse og skal skrives i henhold til faktiske situationer.
4. Fjern beskyttelse og produktadskillelse
Til sidst afbeskyttes den tidligere beskyttede hydroxylgruppe under specifikke betingelser for at opnå målproduktet, thimoquinon. Dette trin kan afbeskyttes gennem metoder som hydrolyse, reduktion eller syre/base-katalyse, og den specifikke metode skal vælges baseret på den aktuelle beskyttelsesgruppe. Efter afbeskyttelse kan Thimoquinon adskilles og oprenses for at opnå produkter med høj renhed.
Hovedvejen for syntetisering af astaxanthin i Kina er at - Ved at bruge violet keton som råmateriale syntetiseres astaxanthin til sidst gennem en række kemiske reaktioner. Denne metode har fordelene ved let tilgængelighed af råmaterialer, milde reaktionsbetingelser og høj produktrenhed.
Syntese trin:
1. Behandling med m-chlorperoxybenzoesyre
Først integreres - Violet keton reagerer med m-chlorperoxybenzoesyre og undergår oxidation til - En hydroxylgruppe indføres på sidekæden af violet keton for at danne et mellemprodukt. Formålet med dette trin er at tilvejebringe de nødvendige funktionelle grupper til efterfølgende kemiske reaktioner. Den kemiske ligning er som følger:
(CH3) 2C=CHCH2CH2CHO+(COCl) 2 (CCl4) → (CH3) 2C=CHCH2CH2COOH+(COCl) 2 (COOH)
2. Mellemkonvertering
Det dannede mellemprodukt gennemgår en række transformationsprocesser, såsom esterificering, hydrolyse osv., med det formål at omdanne mellemproduktet til en form, der er lettere at udføre efterfølgende reaktioner. De specifikke trin og kemiske ligninger for disse transformationsprocesser skal skrives i overensstemmelse med den faktiske situation.
3. Syreomlægning
Under virkningen af brombrintesyre undergår mellemproduktet en forsuringsomlejringsreaktion. Formålet med dette trin er at justere den molekylære struktur yderligere gennem omlejringsreaktioner som forberedelse til efterfølgende reaktioner. De specifikke kemiske ligninger skal skrives i overensstemmelse med den faktiske situation.
4. Interaktion med triphenylphosphin
Mellemproduktet reagerer med triphenylphosphin for at producere pentadecan triphenyl kvaternært phosphoniumsalt. Formålet med dette trin er at indføre specifikke funktionelle grupper gennem reaktionen med triphenylphosphin som forberedelse til efterfølgende reaktioner. De specifikke kemiske ligninger skal skrives i overensstemmelse med den faktiske situation.
5. Tovejs Wittig-reaktion
Til sidst blev det kvaternære phosphoniumsalt omdannet til astaxanthin gennem en tovejs Wittig-reaktion. Nøglen til dette trin er at sikre en jævn fremgang af Wittig-reaktionen og opnå et højt udbytte. De specifikke kemiske ligninger skal skrives i overensstemmelse med den faktiske situation.