Krysophansyre, også kendt som 1,8-dihydroxy-3-methyl-9,10-anthracenedion, er et gult krystallinsk stof med stærke farvningsegenskaber og milde antibakterielle egenskaber. Dens kemiske formel er C15H10O4, som er en organisk forbindelse, som er kemisk aktiv. Lidt opløseligt i vand, lettere opløseligt i ethanol og ether. Det oxiderer let og nedbrydes ved opvarmning. Det kan reagere med vand, natriumhydroxid og kaliumiodat osv. Molekylet Chrysophanic syre indeholder to hydroxylgrupper og en carbonylgruppe, så det har nogle typiske hydroxyl- og carbonylreaktioner. For eksempel kan det reagere med ammoniak til dannelse af fumarat, og det kan reagere med salpetersyre for at producere quinoliner.
Kemisk reaktion af krysophansyre:
(1) Chrysophansyre reagerer med oxidationsmidler: Chrysophansyre kan reagere med oxidationsmidler såsom hydrogenperoxid og natriumchlorat for at generere derivater med højere oxidationstilstande, såsom montmorillonitsyre og daliansyre.
(2) Chrysophansyre reagerer med ammoniak: Chrysophansyre reagerer med ammoniak for at generere fumarat, som er en slags meget permeabelt molekyle og er også meget udbredt i cellekultur, biovidenskabsforskning og andre områder.
(3) Krysophansyre reagerer med salpetersyrling: Krysophansyre reagerer med salpetersyrling og danner en forbindelse med en quinolinstruktur, som har den virkning at hæmme myceliumvækst og bakteriedræbende.
Syntesemetoden for krysophansyre:
1. Udvinding fra bark eller tvetydige planter: Dette var den mest anvendte metode før. Det kræver komplekse forberedelsestrin såsom destillation og rensning af planter, og omkostningerne er relativt høje.
Specifikke trin er som følger:
(1.) Forbehandling af bark eller planteprøver: Først knuses og sigtes den tørrede bark eller plantemateriale (ca. 20 mesh). Tag derefter 50 g pulverprøve, tilsæt 800 ml natriumhydroxid (NaOH) (0,5 M) og 200 ml vand, bland godt
(2.) Ekstraktion af krysophansyre: Opvarm blandingen til 70 grader og brug en omrører til at røre den jævnt. Tilsæt 300 ml ethanol for at opløse og fortsæt med omrøring i 30 minutter. Da blandingen var afkølet til stuetemperatur, blev 300 ml n-hexan tilsat og omrørt i 5 minutter. Blandingen henstod derefter i 10 minutter, n-hexanfasen blev skilt fra, og operationen blev gentaget. Overfør al n-hexanfasen til en opsamlingskolbe. Chrysophansyreindholdet i blandingen er omkring 4mg/ml.
(3.) Adskillelse og oprensning ved chloroformsøjlekromatografi: Chrysophansyre-n-hexanfasen blev overført til et bægerglas og inddampet. Den resulterende remanens blev opløst med en lille mængde chloroform. Derefter blev den adskilt og oprenset ved at passere gennem en 10 cm lang silicagelsøjle med en diameter på 1 cm. Udfør søjlekromatografi lag for lag med chloroform/ethylacetat (3:1) som eluent med 5 ml pr. lag. Saml overlejringen af Chrysophanic syre. Til sidst blev det opløst med chloroform/methanol-blanding for at opnå oprenset Chrysophansyre. Saml disse væsker og opbevar dem i små reagensglas eller andre lufttætte beholdere for at opnå Chrysophansyre af høj kvalitet.
Som konklusion er ovenstående en yderst effektiv metode til at udvinde krysophansyre fra bark eller uklare planter. Denne metode er enkel og effektiv, kræver ikke dyre reagenser og udstyr og kan producere højkvalitets Chrysophansyre i store mængder, hvilket giver effektive råmaterialer til efterfølgende lægemiddel- og biologisk forskning.
2. Syntesemetode: Syntesemetode er i øjeblikket en af de mest udbredte metoder til fremstilling af krysophansyre. Almindelige syntetiske metoder omfatter Ball-Smitt-reaktionen og epoxidationsreaktionen.
2.1 Ball-Smit reaktion:
Ball-Smit-reaktionen er at bruge benzaldehyd og eddikesyre til at reagere med fortyndet svovlsyre for at generere benzaldehydderivater og derefter opvarme derivaterne til en bestemt temperatur for at reagere med formaldehyd for at opnå mellemprodukt 2, og derefter bruge oxidanter såsom salpetersyre og salpetersyrling til at virke Chrysophansyre dannes.
Følgende er specifikke instruktioner:
(1.) Først skal vi forberede de nødvendige materialer og kemiske reagenser. Vi har brug for kemikalier såsom resorcinol (1,2-dihydroxybenzen), meget giftige kemikalier isocyanat og hydrazinhydrat, natriumiodat, dinatriumpersulfat, majsolie, koncentreret natriumhydroxid, eddikesyre og chloroform. Disse kemiske reagenser er almindelige råmaterialer og reagenser i laboratoriet.
(2.) I eksperimentet skal vi først udføre det første trin i Paul-Smitt-reaktionen: syntesen af p-disubstitueret phenol. Dette kan gøres ved at blande resorcinol med isocyanat og hydrazinhydrat og reagere ved stuetemperatur i 8-12 timer. På dette tidspunkt skal vi være opmærksomme på at kontrollere temperaturen, og den må ikke overstige 40 grader, ellers kan der opstå bivirkninger.
(3.) Når det første trin er udført, skal vi omdanne det til 1,8-naphthalendioxid. Denne proces kræver tilsætning af natriumiodat og dinatriumpersulfat. Når disse to kemiske reagenser dannes i reaktionen, er det nødvendigt at opvarme reaktionen til en vandbadsforsyning. Ved slutningen af reaktionen kan 1,8-naphthalendioxidet kun opnås ved ekstraktion.
(4.) Efter at have fået 1,8-naphthalendioxid, skal vi genopløse det i majsolie og derefter tilsætte det til 1,5 M natriumhydroxid for at starte omdannelsen til krysophansyre. Denne reaktion kræver opvarmning ved 70 grader i 90 minutter for at fuldføre. På dette tidspunkt skal vi kontrollere temperaturen og ikke lade temperaturen overstige 70 grader, ellers kan konverteringsraten falde.
(5.) I det sidste trin skal vi udføre ekstraktionen for Chrysophansyren. På dette tidspunkt bruger vi koncentreret eddikesyre og chloroform til ekstraktion. Derefter koncentrerede vi den ekstraherede Chrysophansyre yderligere ved hjælp af en rotationsvakuumfordamper for at opnå et renere produkt.
Ovenstående er processen med at syntetisere Chrysophansyre fra de detaljerede trin i syntesemetoden Ball-Smit-reaktion. Det skal bemærkes, at vi under forsøget er nødt til at mestre temperaturen, reaktionstiden og mængden af kemiske reagenser, der bruges i hvert trin for at opnå bedre produkter.
2.2 Epoxidationsreaktion:
Reaktanten af epoxidationsreaktionen er hovedsageligt 2-hydroxy-1,4-naphthoquinon. Reaktionen bruger hydrogenperoxid eller chromtrioxid til at oxidere 2-hydroxy-1,4-naphthoquinon for at generere en oxidant og gennemgår derefter en epoxidationsreaktion for at opnå Chrysophansyre.
detaljerede trin:
(1.) Forberedelse af råmateriale:
Syntesen af Chrysophanic syre kræver følgende råmaterialer: anthraquinon, maleinsyreanhydrid, benzen, svovlsyre, hypochlorsyre og natriumhydroxid osv. Disse ingredienser bør vejes og forberedes nøjagtigt.
(2.) Fremstilling af epoxidationsreaktion:
Med udgangspunkt i anthraquinon blev 1,2-dihydroanthraquinon fremstillet ved katalytisk hydrogenering af benzen; derefter blev det omsat med isopropanol og maleinsyreanhydrid til fremstilling af epoxyforbindelser.
(3.) Forbedring af epoxidationsreaktion:
En forbedret epoxidationsreaktionsmetode er sulfoneringsmodificeret epoxidationsreaktion. 1,2-dihydroanthraquinon udfældes i svovlsyre, som derefter omsættes med natriumnitrit for at danne N-nitro-1,2-dihydroanthraquinon. Til sidst fortyndes produktet med base og omsættes til epoxyforbindelser.
(4.) Afhjælpning:
Når epoxidationsreaktionsbetingelserne ikke er egnede, kan udbyttet falde. For at løse dette problem kan nogle af følgende afhjælpende foranstaltninger træffes:
(4.1) Skift reaktionssystemet: prøv forskellige katalysatorer og opløsningsmidler for at finde de optimale reaktionsbetingelser.
(4.2) Ændring af reaktionstiden: Forkortelse eller forlængelse af reaktionstiden kan påvirke produktets udbytte.
(4.3) Ændring af reaktionstemperaturen: sænkning af reaktionstemperaturen kan reducere dannelsen af biprodukter og øge produktudbyttet.
Som konklusion kræver syntesen af Chrysophansyre epoxidationsreaktion som et nøgletrin. Den traditionelle metode kræver katalytisk hydrogenering af anthraquinon med benzen for at fremstille 1,2-dihydroanthraquinon, som derefter omsættes med maleinsyreanhydrid for at fremstille epoxyforbindelser. En forbedret metode er den sulfoneringsmodificerede epoxidationsreaktion. Udbyttet kan dog være begrænset af reaktionsbetingelserne, og der skal tages nogle foranstaltninger for at forbedre reaktionen.
Kort sagt, som en forbindelse, der er meget udbredt i klinisk medicin, kemi, biologi og andre områder, har Chrysophanic syre mange kemiske egenskaber og reaktionskarakteristika, og dens syntesemetode udvikles og forbedres også konstant.