ácido crisofânico, também conhecido como 1,8-dihidroxi-3-metil-9,10-antracenediona, é uma substância cristalina amarela com fortes propriedades de tingimento e propriedades antibacterianas suaves. Sua fórmula química é C15H10O4, que é um composto orgânico quimicamente ativo. Ligeiramente solúvel em água, mais facilmente solúvel em etanol e éter. Ele oxida facilmente e se decompõe quando aquecido. Ele pode reagir com água, hidróxido de sódio e iodato de potássio, etc. A molécula do ácido crisofânico contém dois grupos hidroxila e um grupo carbonila, por isso tem algumas reações típicas de hidroxila e carbonila. Por exemplo, pode reagir com amônia para formar fumarato e pode reagir com ácido nitroso para produzir quinolinas.
Reação química do ácido crisofânico:
(1) O ácido crisofânico reage com agentes oxidantes: O ácido crisofânico pode reagir com agentes oxidantes, como peróxido de hidrogênio e clorato de sódio, para gerar derivados com estados de oxidação mais altos, como ácido montmorilonita e ácido daliânico.
(2) Ácido crisofânico reage com amônia: O ácido crisofânico reage com amônia para gerar fumarato, que é um tipo de molécula altamente permeável e também é amplamente utilizado em cultura de células, pesquisa em ciências da vida e outros campos.
(3) O ácido crisofânico reage com o ácido nitroso: O ácido crisofânico reage com o ácido nitroso para formar um composto com uma estrutura de quinolina, que tem o efeito de inibir o crescimento do micélio e bactericida.
O método de síntese do ácido crisofânico:
1. Extração de casca ou plantas ambíguas: Este foi o método mais utilizado anteriormente. Requer etapas de preparação complexas, como destilação e purificação de plantas, e o custo é relativamente alto.
As etapas específicas são as seguintes:
(1.) Pré-tratamento de casca ou amostras de plantas: Primeiro, a casca seca ou material vegetal é triturado e peneirado (aproximadamente 20 mesh). Em seguida, pegue 50g de amostra em pó, adicione 800ml de hidróxido de sódio (NaOH) (0,5M) e 200ml de água, misture bem
(2.) Extração do ácido crisofânico: Aqueça a mistura a 70 graus e use um agitador para mexê-la uniformemente. Adicione 300 mL de etanol para dissolver e continue mexendo por 30 minutos. Quando a mistura foi arrefecida até à temperatura ambiente, adicionaram-se 300 ml de n-hexano e agitou-se durante 5 minutos. A mistura foi então deixada por 10 minutos, a fase n-hexano foi separada e a operação foi repetida. Transfira toda a fase n-hexano para um frasco coletor. O teor de ácido crisofânico na mistura é de cerca de 4 mg/ml.
(3.) Separação e purificação por cromatografia em coluna de clorofórmio: a fase n-hexano do ácido crisofânico foi transferida para um béquer e evaporada. O resíduo resultante foi dissolvido com uma pequena quantidade de clorofórmio. Em seguida, foi separada e purificada por passagem em coluna de sílica gel com 10 cm de comprimento e 1 cm de diâmetro. Realize cromatografia em coluna camada por camada usando clorofórmio/acetato de etila (3:1) como eluente com 5 mL por camada. Reúna a sobreposição de ácido crisofânico. Finalmente, foi dissolvido com mistura de clorofórmio/metanol para obter o ácido crisofânico purificado. Colete esses líquidos e armazene-os em pequenos tubos de ensaio ou outros recipientes herméticos para obter ácido crisofânico de alta qualidade.
Em conclusão, o método acima é um método altamente eficiente para extrair o ácido crisofânico de cascas ou plantas felpudas. Este método é simples e eficiente, não requer reagentes e equipamentos caros e pode produzir ácido crisofânico de alta qualidade em grandes quantidades, fornecendo matérias-primas eficazes para pesquisas subsequentes de medicamentos e biologia.
2. Método de síntese: O método de síntese é atualmente um dos métodos mais amplamente utilizados para a preparação do ácido crisofânico. Métodos sintéticos comuns incluem a reação de Ball-Smitt e a reação de epoxidação.
2.1 Reação de Ball-Smit:
A reação de Ball-Smit é usar benzaldeído e ácido acético para reagir com ácido sulfúrico diluído para gerar derivados de benzaldeído e, em seguida, aquecer os derivados a uma certa temperatura para reagir com formaldeído para obter o produto intermediário 2 e, em seguida, usar oxidantes como ácido nítrico e ácido nitroso para agir Ácido crisofânico é formado.
Seguem instruções específicas:
(1.) Primeiro, precisamos preparar os materiais e reagentes químicos necessários. Precisamos de produtos químicos como resorcinol (1,2-dihidroxibenzeno), produtos químicos altamente tóxicos isocianato e hidrato de hidrazina, iodato de sódio, persulfato dissódico, óleo de milho, hidróxido de sódio concentrado, ácido acético e clorofórmio. Esses reagentes químicos são matérias-primas e reagentes comuns em laboratório.
(2.) No experimento, primeiro precisamos realizar a primeira etapa da reação de Paul-Smitt: a síntese do fenol p-dissubstituído. Isso pode ser feito misturando resorcinol com isocianato e hidrato de hidrazina e reagindo à temperatura ambiente por 8-12 horas. Neste momento, devemos estar atentos ao controle da temperatura, que não deve ultrapassar 40 graus, caso contrário, podem ocorrer reações colaterais.
(3.) Após a conclusão da primeira etapa, precisamos convertê-lo em 1,8-dióxido de naftaleno. Este processo requer a adição de iodato de sódio e persulfato dissódico. Quando esses dois reagentes químicos são formados na reação, é necessário aquecer a reação a um banho de água. Ao final da reação, o 1,8-dióxido de naftaleno só pode ser obtido por extração.
(4.) Depois de obter 1,8-dióxido de naftaleno, precisamos redissolvê-lo em óleo de milho e adicioná-lo a 1,5 M de hidróxido de sódio para iniciar sua conversão em ácido crisofânico. Esta reação requer aquecimento a 70 graus por 90 minutos para ser concluída. Neste momento, precisamos controlar a temperatura e não deixar que a temperatura exceda 70 graus, caso contrário, a taxa de conversão pode diminuir.
(5.) Na última etapa, precisamos fazer a extração do ácido crisofânico. Neste ponto, usamos ácido acético concentrado e clorofórmio para extração. Em seguida, concentramos ainda mais o ácido crisofânico extraído por um evaporador rotativo a vácuo para obter um produto mais puro.
O acima é o processo de sintetizar o ácido crisofânico a partir das etapas detalhadas do método de síntese da reação de Ball-Smit. Deve-se notar que durante o experimento, precisamos dominar a temperatura, o tempo de reação e a quantidade de reagentes químicos usados em cada etapa para obter melhores produtos.
2.2 Reação de epoxidação:
O reagente da reação de epoxidação é principalmente 2-hidroxi-1,4-naftoquinona. A reação usa peróxido de hidrogênio ou trióxido de cromo para oxidar 2-hidroxi-1,4-naftoquinona para gerar um oxidante e, em seguida, sofre uma reação de epoxidação para obter o ácido crisofânico.
etapas detalhadas:
(1.) Preparação da matéria-prima:
A síntese do ácido crisofânico requer as seguintes matérias-primas: antraquinona, anidrido maleico, benzeno, ácido sulfúrico, ácido hipocloroso e hidróxido de sódio, etc. Esses ingredientes devem ser pesados e preparados com precisão.
(2.) Preparação da reação de epoxidação:
A partir da antraquinona, 1,2-dihidroantraquinona foi preparada por hidrogenação catalítica de benzeno; em seguida, reagiu com isopropanol e anidrido maleico para preparar compostos epóxi.
(3.) Melhoria da reação de epoxidação:
Um método de reação de epoxidação melhorado é a reação de epoxidação modificada por sulfonação. 1,2-dihidroantraquinona é precipitada em ácido sulfúrico, que é então reagido com nitrito de sódio para gerar N-nitro-1,2-dihidroantraquinona. Finalmente, o produto é diluído com base e reagido para formar compostos epóxi.
(4.) Solução:
Quando as condições da reação de epoxidação não são adequadas, o rendimento pode diminuir. Para resolver este problema, algumas das seguintes medidas corretivas podem ser tomadas:
(4.1) Mude o sistema de reação: experimente diferentes catalisadores e solventes para encontrar as condições ideais de reação.
(4.2) Alteração do tempo de reação: encurtar ou prolongar o tempo de reação pode afetar o rendimento do produto.
(4.3) Alteração da temperatura da reação: diminuir a temperatura da reação pode reduzir a formação de subprodutos e aumentar o rendimento do produto.
Em conclusão, a síntese do ácido crisofânico requer a reação de epoxidação como uma etapa chave. O método tradicional requer a hidrogenação catalítica de antraquinona com benzeno para preparar 1,2-dihidroantraquinona, que é então reagido com anidrido maleico para preparar compostos epóxi. Um método melhorado é a reação de epoxidação modificada por sulfonação. No entanto, o rendimento pode ser limitado pelas condições da reação, e algumas medidas precisam ser tomadas para melhorar a reação.
Em suma, como um composto amplamente utilizado na medicina clínica, química, biologia e outros campos, o ácido crisofânico tem muitas propriedades químicas e características de reação, e seu método de síntese também está em constante desenvolvimento e aprimoramento.