ácido crisofánico, también conocido como 1,8-dihidroxi-3-metil-9,10-antracenodiona, es una sustancia cristalina amarilla con fuertes propiedades colorantes y propiedades antibacterianas suaves. Su fórmula química es C15H10O4, que es un compuesto orgánico, que es químicamente activo. Ligeramente soluble en agua, más fácilmente soluble en etanol y éter. Se oxida fácilmente y se descompone cuando se calienta. Puede reaccionar con agua, hidróxido de sodio y yodato de potasio, etc. La molécula de ácido crisofánico contiene dos grupos hidroxilo y un grupo carbonilo, por lo que tiene algunas reacciones típicas de hidroxilo y carbonilo. Por ejemplo, puede reaccionar con amoníaco para formar fumarato y puede reaccionar con ácido nitroso para producir quinolinas.
Reacción química del ácido crisofánico:
(1) El ácido crisofánico reacciona con agentes oxidantes: El ácido crisofánico puede reaccionar con agentes oxidantes como el peróxido de hidrógeno y el clorato de sodio para generar derivados con estados de oxidación más altos, como el ácido montmorillonita y el ácido daliánico.
(2) El ácido crisofánico reacciona con el amoníaco: el ácido crisofánico reacciona con el amoníaco para generar fumarato, que es un tipo de molécula altamente permeable y también se usa ampliamente en cultivos celulares, investigación en ciencias de la vida y otros campos.
(3) El ácido crisofánico reacciona con el ácido nitroso: El ácido crisofánico reacciona con el ácido nitroso para formar un compuesto con estructura de quinolina, que tiene el efecto de inhibir el crecimiento del micelio y ser bactericida.
El método de síntesis del ácido crisofánico:
1. Extracción de corteza o plantas ambiguas: este era el método más utilizado antes. Requiere pasos de preparación complejos, como destilación y purificación de plantas, y el costo es relativamente alto.
Los pasos específicos son los siguientes:
(1.) Pretratamiento de muestras de corteza o plantas: Primero, la corteza seca o material vegetal se tritura y se tamiza (aproximadamente malla 20). Luego tome 50 g de muestra de polvo, agregue 800 ml de hidróxido de sodio (NaOH) (0,5 M) y 200 ml de agua, mezcle bien
(2.) Extracción de ácido crisofánico: Calentar la mezcla a 70 grados y usar un agitador para remover uniformemente. Agregar 300 mL de etanol para disolver y continuar agitando durante 30 minutos. Cuando la mezcla se enfrió a temperatura ambiente, se añadieron 300 ml de n-hexano y se agitó durante 5 minutos. A continuación, se dejó durante 10 minutos, se separó la fase de n-hexano y se repitió la operación. Transfiera toda la fase de n-hexano a un matraz colector. El contenido de ácido crisofánico en la mezcla es de aproximadamente 4 mg/ml.
(3.) Separación y purificación mediante cromatografía en columna de cloroformo: la fase de n-hexano del ácido crisofánico se transfirió a un vaso de precipitados y se evaporó. El residuo resultante se disolvió con una pequeña cantidad de cloroformo. Luego, se separó y purificó pasando por una columna de gel de sílice de 10 cm de largo y 1 cm de diámetro. Realice la cromatografía en columna capa por capa usando cloroformo/acetato de etilo (3:1) como eluyente con 5 mL por capa. Reúna la capa de ácido crisofánico. Finalmente, se disolvió con una mezcla de cloroformo/metanol para obtener ácido crisofánico purificado. Recoja estos líquidos y guárdelos en pequeños tubos de ensayo u otros recipientes herméticos para obtener ácido crisofánico de alta calidad.
En conclusión, lo anterior es un método altamente eficiente para extraer el ácido crisofánico de la corteza o de las plantas vellosas. Este método es simple y eficiente, no requiere reactivos ni equipos costosos, y puede producir ácido crisofánico de alta calidad en grandes cantidades, proporcionando materias primas eficaces para la investigación biológica y de fármacos posterior.
2. Método de síntesis: El método de síntesis es actualmente uno de los métodos más utilizados para preparar ácido crisofánico. Los métodos sintéticos comunes incluyen la reacción de Ball-Smitt y la reacción de epoxidación.
2.1 Reacción Ball-Smit:
La reacción de Ball-Smit consiste en usar benzaldehído y ácido acético para reaccionar con ácido sulfúrico diluido para generar derivados de benzaldehído y luego calentar los derivados a una cierta temperatura para que reaccionen con formaldehído para obtener el producto intermedio 2 y luego usar oxidantes como el ácido nítrico. y ácido nitroso para actuar Se forma ácido crisofánico.
Las siguientes son instrucciones específicas:
(1.) Primero, necesitamos preparar los materiales y reactivos químicos requeridos. Necesitamos productos químicos como el resorcinol (1,2-dihidroxibenceno), isocianato e hidrato de hidracina, productos químicos altamente tóxicos, yodato de sodio, persulfato disódico, aceite de maíz, hidróxido de sodio concentrado, ácido acético y cloroformo. Estos reactivos químicos son materias primas y reactivos comunes en el laboratorio.
(2.) En el experimento, primero debemos llevar a cabo el primer paso en la reacción de Paul-Smitt: la síntesis de fenol p-disustituido. Esto se puede hacer mezclando resorcinol con isocianato e hidrato de hidracina y haciendo reaccionar a temperatura ambiente durante 8-12 horas. En este momento, debemos prestar atención al control de la temperatura, y no debe exceder los 40 grados, de lo contrario pueden ocurrir reacciones secundarias.
(3.) Después de realizar el primer paso, debemos convertirlo en 1,8-dióxido de naftaleno. Este proceso requiere la adición de yodato de sodio y persulfato de disodio. Cuando estos dos reactivos químicos se forman en la reacción, es necesario calentar la reacción a un baño de agua. Al final de la reacción, el dióxido de 1,8-naftaleno solo se puede obtener por extracción.
(4.) Después de obtener 1,8-dióxido de naftaleno, debemos volver a disolverlo en aceite de maíz y luego agregarlo a hidróxido de sodio 1,5 M para comenzar su conversión en ácido crisofánico. Esta reacción requiere calentamiento a 70 grados durante 90 minutos para completarse. En este momento, necesitamos controlar la temperatura y no dejar que supere los 70 grados, de lo contrario, la tasa de conversión puede disminuir.
(5.) En el último paso, necesitamos hacer la extracción del ácido crisofánico. En este punto, usamos ácido acético concentrado y cloroformo para la extracción. A continuación, concentramos aún más el ácido crisofánico extraído mediante un evaporador rotatorio al vacío para obtener un producto más puro.
Lo anterior es el proceso de síntesis del ácido crisofánico a partir de los pasos detallados del método de síntesis de la reacción de Ball-Smit. Cabe señalar que durante el experimento, debemos dominar la temperatura, el tiempo de reacción y la cantidad de reactivos químicos utilizados en cada paso para obtener mejores productos.
2.2 Reacción de epoxidación:
El reactivo de la reacción de epoxidación es principalmente 2-hidroxi-1,4-naftoquinona. La reacción utiliza peróxido de hidrógeno o trióxido de cromo para oxidar 2-hidroxi-1,4-naftoquinona para generar un oxidante y luego se somete a una reacción de epoxidación para obtener ácido crisofánico.
pasos detallados:
(1.) Preparación de materia prima:
La síntesis del ácido crisofánico requiere las siguientes materias primas: antraquinona, anhídrido maleico, benceno, ácido sulfúrico, ácido hipocloroso e hidróxido de sodio, etc. Estos ingredientes deben pesarse y prepararse con precisión.
(2.) Preparación de la reacción de epoxidación:
Partiendo de antraquinona, se preparó 1,2-dihidroantraquinona mediante hidrogenación catalítica de benceno; luego, se hizo reaccionar con isopropanol y anhídrido maleico para preparar compuestos epoxi.
(3.) Mejora de la reacción de epoxidación:
Un método de reacción de epoxidación mejorado es la reacción de epoxidación modificada por sulfonación. La 1,2-dihidroantraquinona se precipita en ácido sulfúrico, que luego se hace reaccionar con nitrito de sodio para generar N-nitro-1,2-dihidroantraquinona. Finalmente, el producto se diluye con base y se hace reaccionar para formar compuestos epoxi.
(4.) Remedio:
Cuando las condiciones de la reacción de epoxidación no son adecuadas, el rendimiento puede disminuir. Para solucionar este problema, se pueden tomar algunas de las siguientes medidas correctivas:
(4.1) Cambie el sistema de reacción: pruebe diferentes catalizadores y disolventes para encontrar las condiciones de reacción óptimas.
(4.2) Cambiar el tiempo de reacción: acortar o prolongar el tiempo de reacción puede afectar el rendimiento del producto.
(4.3) Cambiar la temperatura de reacción: bajar la temperatura de reacción puede reducir la formación de subproductos y aumentar el rendimiento del producto.
En conclusión, la síntesis del ácido crisofánico requiere una reacción de epoxidación como paso clave. El método tradicional requiere la hidrogenación catalítica de antraquinona con benceno para preparar 1,2-dihidroantraquinona, que luego se hace reaccionar con anhídrido maleico para preparar compuestos epoxi. Un método mejorado es la reacción de epoxidación modificada por sulfonación. Sin embargo, el rendimiento puede estar limitado por las condiciones de reacción y es necesario tomar algunas medidas para mejorar la reacción.
En resumen, como compuesto ampliamente utilizado en medicina clínica, química, biología y otros campos, el ácido crisofánico tiene muchas propiedades químicas y características de reacción, y su método de síntesis también se desarrolla y mejora constantemente.