Хризофанова киселина, известен също като 1,8-дихидрокси-3-метил-9,10-антрацендион, е жълто кристално вещество със силни багрилни свойства и леки антибактериални свойства. Химичната му формула е C15H10O4, което е органично съединение, което е химически активно. Слабо разтворим във вода, по-лесно разтворим в етанол и етер. Лесно се окислява и се разлага при нагряване. Може да реагира с вода, натриев хидроксид и калиев йодат и др. Молекулата на хризофановата киселина съдържа две хидроксилни групи и една карбонилна група, така че има някои типични хидроксилни и карбонилни реакции. Например, той може да реагира с амоняк, за да образува фумарат, и може да реагира с азотиста киселина, за да произведе хинолини.
Химична реакция на хризофанова киселина:
(1) Хризофановата киселина реагира с окислители: Хризофановата киселина може да реагира с окислители като водороден пероксид и натриев хлорат, за да генерира производни с по-високи степени на окисление, като монтморилонитова киселина и далианова киселина.
(2) Хризофановата киселина реагира с амоняка: Хризофановата киселина реагира с амоняка, за да генерира фумарат, който е вид силно пропусклива молекула и също така се използва широко в клетъчни култури, научни изследвания в областта на живота и други области.
(3) Хризофанова киселина реагира с азотиста киселина: Хризофановата киселина реагира с азотиста киселина, за да образува съединение с хинолинова структура, което има ефект на инхибиране на растежа на мицела и бактерициден ефект.
Методът за синтез на хризофанова киселина:
1. Екстракция от кора или двусмислени растения: Това беше най-широко използваният метод преди. Изисква сложни подготвителни стъпки като дестилация и пречистване на растенията, а цената е сравнително висока.
Конкретните стъпки са както следва:
(1.) Предварителна обработка на кора или растителни проби: Първо, изсушената кора или растителен материал се раздробяват и пресяват (приблизително 20 меша). След това вземете 50 g прахообразна проба, добавете 800 ml натриев хидроксид (NaOH) (0,5 M) и 200 ml вода, разбъркайте добре
(2.) Екстракция на хризофанова киселина: Загрейте сместа до 70 градуса и използвайте бъркалка, за да я разбъркате равномерно. Добавете 300 mL етанол за разтваряне и продължете да разбърквате в продължение на 30 минути. Когато сместа се охлади до стайна температура, се добавят 300 ml n-хексан и се разбърква в продължение на 5 минути. След това сместа се оставя за 10 минути, n-хексановата фаза се отделя и операцията се повтаря. Прехвърлете цялата n-хексанова фаза в събирателна колба. Съдържанието на хризофанова киселина в сместа е около 4 mg/ml.
(3.) Разделяне и пречистване чрез колонна хроматография с хлороформ: n-хексановата фаза на хризофанова киселина се прехвърля в бехерова чаша и се изпарява. Полученият остатък се разтваря с малко количество хлороформ. След това се отделя и пречиства чрез преминаване през колона със силикагел с дължина 10 cm и диаметър 1 cm. Извършете колонна хроматография слой по слой, като използвате хлороформ/етил ацетат (3:1) като елуент с 5 mL на слой. Съберете слоя от хризофанова киселина. Накрая се разтваря със смес от хлороформ/метанол, за да се получи пречистена хризофанова киселина. Съберете тези течности и ги съхранявайте в малки епруветки или други херметически затворени контейнери, за да получите висококачествена хризофанова киселина.
В заключение, горното е високоефективен метод за извличане на хризофанова киселина от кора или мъхести растения. Този метод е прост и ефективен, не изисква скъпи реактиви и оборудване и може да произвежда висококачествена хризофанова киселина в големи количества, осигурявайки ефективни суровини за последващи лекарствени и биологични изследвания.
2. Метод на синтез: Методът на синтез в момента е един от най-широко използваните методи за получаване на хризофанова киселина. Обичайните синтетични методи включват реакцията на Бол-Смит и реакцията на епоксидиране.
2.1 Реакция на Бол-Смит:
Реакцията на Бол-Смит е да се използват бензалдехид и оцетна киселина, за да реагират с разредена сярна киселина, за да се генерират производни на бензалдехид, и след това да се нагреят производните до определена температура, за да реагират с формалдехид, за да се получи междинен продукт 2, и след това да се използват окислители като азотна киселина и азотиста киселина за действие Образува се хризофанова киселина.
Следват конкретни инструкции:
(1.) Първо, трябва да подготвим необходимите материали и химически реактиви. Имаме нужда от химикали като резорцинол (1,2-дихидроксибензен), силно токсични химикали изоцианат и хидразин хидрат, натриев йодат, динатриев персулфат, царевично масло, концентриран натриев хидроксид, оцетна киселина и хлороформ. Тези химични реактиви са обичайни суровини и реактиви в лабораторията.
(2.) В експеримента първо трябва да извършим първата стъпка в реакцията на Paul-Smitt: синтеза на p-дизаместен фенол. Това може да стане чрез смесване на резорцинол с изоцианат и хидразин хидрат и реакция при стайна температура за 8-12 часа. По това време трябва да обърнем внимание на контролирането на температурата и тя не трябва да надвишава 40 градуса, в противен случай могат да възникнат странични реакции.
(3.) След като първата стъпка е направена, трябва да го превърнем в 1,8-нафтален диоксид. Този процес изисква добавянето на натриев йодат и динатриев персулфат. Когато тези два химични реагента се образуват в реакцията, е необходимо реакцията да се нагрее на водна баня. В края на реакцията 1,8-нафтален диоксид може да се получи само чрез екстракция.
(4.) След като получим 1,8-нафтален диоксид, трябва да го разтворим отново в царевично масло, след което да го добавим към 1,5М натриев хидроксид, за да започне превръщането му в хризофанова киселина. Тази реакция изисква нагряване при 70 градуса за 90 минути, за да завърши. По това време трябва да контролираме температурата и да не позволяваме температурата да надвишава 70 градуса, в противен случай скоростта на преобразуване може да намалее.
(5.) В последната стъпка трябва да направим екстракцията на хризофанова киселина. В този момент използваме концентрирана оцетна киселина и хлороформ за екстракция. След това допълнително концентрирахме екстрахираната хризофанова киселина чрез ротационен вакуум изпарител, за да получим по-чист продукт.
Горното е процесът на синтезиране на хризофанова киселина от подробните стъпки на синтезния метод на реакцията на Бол-Смит. Трябва да се отбележи, че по време на експеримента трябва да овладеем температурата, времето за реакция и количеството химически реагенти, използвани във всяка стъпка, за да получим по-добри продукти.
2.2 Реакция на епоксидиране:
Реагентът на реакцията на епоксидиране е главно 2-хидрокси-1,4-нафтохинон. Реакцията използва водороден пероксид или хромен триоксид за окисляване на 2-хидрокси-1,4-нафтохинон за генериране на окислител и след това претърпява реакция на епоксидиране за получаване на хризофанова киселина.
подробни стъпки:
(1.) Подготовка на суровината:
Синтезът на хризофанова киселина изисква следните суровини: антрахинон, малеинов анхидрид, бензен, сярна киселина, хипохлорна киселина и натриев хидроксид и др. Тези съставки трябва да бъдат точно претеглени и приготвени.
(2.) Получаване на реакция на епоксидиране:
Като се започне от антрахинон, 1,2-дихидроантрахинон се получава чрез каталитично хидрогениране на бензен; след това реагира с изопропанол и малеинов анхидрид за получаване на епоксидни съединения.
(3.) Подобряване на реакцията на епоксидиране:
Подобрен метод за реакция на епоксидиране е реакция на епоксидиране, модифицирана със сулфониране. 1,2-дихидроантрахинон се утаява в сярна киселина, която след това реагира с натриев нитрит, за да се получи N-нитро-1,2-дихидроантрахинон. Накрая продуктът се разрежда с основа и реагира, за да образува епоксидни съединения.
(4.) Лекарство:
Когато условията на реакцията на епоксидиране не са подходящи, добивът може да намалее. За да разрешите този проблем, могат да се предприемат някои от следните коригиращи мерки:
(4.1) Променете реакционната система: опитайте различни катализатори и разтворители, за да намерите оптималните условия на реакция.
(4.2) Промяна на времето за реакция: съкращаването или удължаването на времето за реакция може да повлияе на добива на продукта.
(4.3) Промяна на реакционната температура: понижаването на реакционната температура може да намали образуването на странични продукти и да увеличи добива на продукта.
В заключение, синтезът на хризофанова киселина изисква реакция на епоксидиране като ключова стъпка. Традиционният метод изисква каталитично хидрогениране на антрахинон с бензен за получаване на 1,2-дихидроантрахинон, който след това реагира с малеинов анхидрид за получаване на епоксидни съединения. Подобрен метод е реакцията на епоксидиране, модифицирана чрез сулфониране. Въпреки това, добивът може да бъде ограничен от условията на реакцията и трябва да се предприемат някои мерки за подобряване на реакцията.
Накратко, като съединение, широко използвано в клиничната медицина, химията, биологията и други области, хризофановата киселина има много химични свойства и реакционни характеристики, а методът й за синтез също непрекъснато се развива и подобрява.