9,10-Dibromantracenasyra svarbus organinės sintezės tarpinis produktas, plačiai naudojamas gaminant fluorescencinius dažus ir heterociklinius junginius. Šiame straipsnyje bus pristatyti įvairūs 9,10-dibromantraceno sintetiniai būdai, įskaitant naftos cheminę sintezę, tiesioginę aromatinių junginių brominimo sintezę, vario katalizuojamą sintezę ir metalų katalizuojamą sintezę.
1. Naftos cheminės sintezės metodas:
Naftos chemijos pramonėje 9,10-dibromantracenas gaminamas iš žaliavų, tokių kaip cikloheksanas, chloro dujos ir geležies milteliai. Konkretūs veiksmai yra tokie:
1. Cikloheksano ir chloro dujų chlorinimo reakcija su geležies milteliais kaip katalizatoriumi.
2. Susidaręs 1-chlorcikloheksanas reaguoja su tetrabutiličiu, dalyvaujant jodidui, ir susidaro 1-butilcikloheksanas.
3. Produktas vėl chloruojamas chloro dujomis, esant geležies milteliams, kad susidarytų produktas 2, 3-dichlor-1-butilcikloheksanas.
4. Reaguokite gaminį su tetrabutiličiu, dalyvaujant etilo volfratui, kad susidarytų 2-butilciklopentanas.
5. Vykstant 2-butilciklopentano chlorinimo reakcijai, dalyvaujant chloro dujoms, susidaro produktas 2-chloras-9, 10-dibutilantracenas.
6. Galiausiai pakaitinkite vario jodidu chloroforme, kad gautumėte 9,10-dibromantraceną.
Šiuo metodu gaunamas didelio grynumo ir didelės našumo produktas, tačiau žaliavų naudojimo sąnaudos yra gana didelės.
Antra, tiesioginis aromatinių junginių brominimo sintezės metodas:
Taikant tiesioginės brominimo sintezės metodą, 9,10-dibromantracenas gaunamas iš aromatinių junginių tiesioginės brominimo reakcijos būdu. Konkretūs veiksmai yra tokie:
1. Ištirpinkite antraceną tirpiklyje.
2. Į tirpalą įpilkite N-bromukcinimido (NBS).
3. Po šviesos švitinimo 9-bromantracenas paruošiamas brominimo reakcijos būdu.
4. Reaguokite gaminį su etilo acetatu ir druskos rūgštimi, kad susidarytų acto rūgštis -9-bromantracenas.
5. Reaguokite 9-bromantraceno acetatą su pentanatrio jodidu pertekliniame acetonitrilo tirpale, kad susidarytų tikslinis produktas 9,10-dibromantracenas.
Šis metodas yra paprastas ir lengvai valdomas, tinka laboratoriniam mastui su maža galia, tačiau gauto produkto grynumas yra mažas.
Trys, vario katalizinės sintezės metodas:
Šis metodas yra efektyvus žaliosios sintezės metodas. Žmonių reakcija po daugelio metų tyrimų pamažu tapo įmanomu paruošimo metodu. Jis sujungia elektrofilinę reakciją ir redukcijos reakciją, veikiant katalizatoriui, kad būtų pasiekta efektyvi ir nebrangi redukcijos reakcija.
. Vario katalizuojamai 9,10-dibromantraceno sintezei reikia 9,10-dibromantraceno, CuI, variocianino ir N,N-dimetilformamido (DMF). Konkretūs veiksmai yra tokie:
1 veiksmas: Paruoškite 9,10-dibromantraceno pirmtaką:
Paruoškite 1,7 mol/l 3-brombenzaldehido metanolio tirpalą ir švitinkite jį balta šviesa 2 valandas, kad gautumėte 9,10-dibromantraceno pirmtaką 1. 1 pirmtakas ištirpintas kalio hidrokside ir paverstas 9,{ {9}}dibromantracenas su sieros rūgštimi.
2 veiksmas: vario katalizuojama reakcija:
Įpilkite DMF į 100 ml sauso etileno oksido ir laikykite pastovioje maždaug 120 laipsnių temperatūroje. Į etileno oksidą / DMF įpilkite iš anksto apdoroto 9,10-dibromantraceno ir CuI. Vėliau tris kartus buvo pridėta vario cianogeno, po kiekvieno pridėjimo maišoma ir reakcija vyko 20 minučių, o bendra reakcijos trukmė buvo 1 valanda.
3 veiksmas: atskyrimas ir tolesnis apdorojimas:
Reakcijai pasibaigus, reakcijos tirpalas buvo perkeltas į dalijamąjį piltuvą, o po to du kartus ekstrahuojamas etanolio ir vandens mišiniu. Pakartokite šį procesą, kad atskirtumėte organines medžiagas, ir vėl ekstrahuokite produktą sausu organiniu tirpikliu ir galiausiai gaukite miltelių pavidalo 9,10-dibromantraceno produktą.
Aukščiau pateikti 9,10-dibromantraceno paruošimo vario katalizuojamos sintezės metodu, kuris yra tinkamas nedidelės apimties sintezei laboratorijoje, etapai. Šio metodo pranašumai yra žema reakcijos temperatūra, lengvai prieinami katalizatoriai ir lengvas produktų atskyrimas. Tačiau reikia pažymėti, kad DMF yra toksiškas tirpiklis, o eksploatavimo sąlygos turi būti griežtai kontroliuojamos, kad būtų užtikrintas eksperimento saugumas.
4. Metalo katalizuojamos sintezės metodas:
Metalo katalizuojamose reakcijose dažniausiai naudojamas paladžio katalizuojamas sintezės metodas. Konkretūs veiksmai yra tokie:
1 Pirminio apdorojimo reaktorius ir tirpiklis:
Išvalykite autoklavą, magnetinę maišyklę, stebėjimo angas, vamzdynus ir distiliavimo aparatą. Į eksikatorių įpilkite 4Å molekulinio sieto adsorbento ir per jį teka suslėgtas oras, kad jis išdžiūtų. Paruoškite anglies tetrachloridą (CCl4) ir metanolį, atitinkamai įpilkite molekulinio sieto adsorbento ir tolygiai išmaišykite, palikite stovėti per naktį, kad pašalintumėte vandenį. Išdžiovintą CCl4 ir metanolį filtruokite filtru, kad pašalintumėte molekulinius sietus, ir laikykite eksikatoriuje iki naudojimo.
2 Paruoškite reagentus:
9,10-antracendikarbaldehido (10 g, 0,04 mol) ir natrio oksido (7,1 g, 0,18 mol) buvo įpilta į 100 ml metanolio ir reakcija maišoma 75 laipsnių 16 val. Pasibaigus reakcijai, reagentas buvo filtruojamas, nuplaunamas vandeniu ir burbuliukais plaunamas acetonitrilu ant įsiurbimo filtro ir džiovinamas vakuuminiame eksikatoriuje.
3 9,10-dibromantraceno sintezė:
Paruoštą 9,10-antracendikarbaldehidą ištirpinkite 400 ml CCl4, įpilkite 150 g (0,06 mol) alavo bromido ir 7,8 g (0,04 mol) vario bromido ir pilnai išmaišykite reakciją kambario temperatūroje azoto atmosferoje 24 valandas. Po reakcijos acetonitrilas ir metanolis buvo naudojami atitinkamai susintetinti produktai. Išfiltravę medžiagos skystį ir distiliavus jį iki koncentracijos distiliavimo įrenginiu, įpilkite sieros rūgšties dihidrato iki pH=1, kad prasidėtų kristalizacija. Kristalizacijos proceso metu išsiskirs didelis vandenilio halogeno rūgšties kiekis, todėl vandenilio halogeniido rūgštis turi būti išleista laiku. Po to, kai kristalai buvo nuplauti lediniu vandeniu, vanduo buvo absorbuojamas vakuuminio siurblio adsorbentu ir išdžiovinamas, kad gautų baltus 9,10-dibromantraceno kristalus (14,2 g, išeiga 79 %).
4. Išvada:
Matyti, kad nors metalu katalizuojama 9,10-dibromantraceno sintezė yra sudėtinga, tai yra efektyvus ir patikimas 9,10-dibromantraceno sintezės metodas, tinkantis vidutiniam ir vidutiniam didelio masto gamyba. Be to, sintezės metodas nereikalauja per daug reagentų, taip pat yra draugiškesnis aplinkai ir turės platų pritaikymo spektrą.
Apibendrinant galima teigti, kad įvairūs 9,10-dibromantraceno sintetiniai būdai turi savo ypatybes ir privalumus, todėl tinkamas sintetikos metodas turėtų būti parinktas atsižvelgiant į faktinę situaciją konkrečiame eksperimentiniame procese.