Tymokinonär en förening extraherad från svartgräsfrön, med den kemiska formeln C10H12O2. Vid rumstemperatur är det en ljusgul oljig vätska med en unik irriterande lukt. Svår att lösa i vatten, lättlöslig i organiska lösningsmedel som etanol och eter. Har en unik irriterande lukt. Svårt att lösa i vatten, men kan lösas i organiska lösningsmedel som etanol, eter och kloroform. Det har hämmande effekter på olika bakterier, inklusive grampositiva och gramnegativa bakterier. Denna förening utövar antibakteriella effekter genom att störa bakteriella metaboliska processer eller skada bakteriecellsväggar. Det har också studerats för användning i munvårdsprodukter, såsom munvatten, tandkräm etc. Det kan hämma tillväxten av bakterier i munhålan och minska förekomsten av munsjukdomar som munsår och tandköttsinflammation.
(Produktlänk: https://www.bloomtechz.com/synthetic-chemical/additive/thymoquinone-powder-cas-490-91-5.html)
Denna metod involverar en process för att syntetisera timokinon genom flerstegsreaktioner med början från 6-oxoisoforon. Denna metod har fördelarna med enkel drift, enkel tillgång på råvaror och hög produktrenhet.
Syntessteg:
1. Uttorkning under aldolkondensering
Med aceton och formaldehyd som råmaterial uppstår en aldolkondensationsreaktion under svaga alkaliska förhållanden (som NH4OH, NaOH, etc.), vilket genererar - Omättad butenon. Den huvudsakliga kemiska ekvationen för detta steg är följande:
R-CHO+CH3-CO-R '→ R-CH=CH-R'+H2O
2. 1,2-Nukleofil additionsreaktion
Tillämpa resultaten från föregående steg - Omättad butenketon genomgår en 1,2-nukleofil additionsreaktion med acetylen under sura förhållanden (som HCl, H2SO4, etc.) för att producera hexakarbyn tertiär alkohol. Motsvarande kemiska ekvation är följande:
R-CH=CH-R '+HC ≡ CH → R-CH (OH) - CH2-C ≡ CH
3. Omordning av reaktion
Under inverkan av svavelsyra genomgår tertiär hexaacetylenalkohol en omlagringsreaktion för att generera målföreningen. Den kemiska ekvationen för detta steg är följande:
R-CH (OH) - CH2-C ≡ CH+H2SO4 → RC (OH)=C (OH) - C ≡ CH
4. Skydda hydroxylgrupper
För att säkerställa att hydroxylgrupperna inte reageras bort i efterföljande steg använder vi förestring eller företring för att skydda hydroxylgrupperna. Vanliga skyddsmedel inkluderar myrsyra, metanol, etylacetat, etc. Motsvarande kemiska ekvation är följande:
RC (OH)=C (OH) - C ≡ CH+R'OH → RC (ELLER ')=C (OR') - C ≡ CH+H2O
5. Reaktion med 6-oxoisoforon
Reagera produkten som erhållits i föregående steg med 6-oxo-isoforon under svaga sura eller svaga basförhållanden för att bilda intermediären av timokinon. Motsvarande kemiska ekvation är följande:
RC (ELLER ')=C (ELLER') - C ≡ CH+6-OC (R ")=O → RC (ELLER ')=C (ELLER' ) - C (R")=O+R'COOH/R "COOH
6. Bilateral Wittig-reaktion
Under inverkan av starka baser (såsom NaOH, KOH, etc.) utförs en bilateral Wittig-reaktion på mellanprodukten för att slutligen syntetisera tymokinon. Den kemiska ekvationen för detta steg är följande:
RC (ELLER')=C (ELLER') - C (R")=O+Ph3P=CHCOOEt → Ph3P=CR'- CH (ELLER') =CR'COOH+Ph3P=O+EtOH
7. Efterbehandling och rening
Med hjälp av extraktion, destillation och omkristallisation renas produkten för att erhålla tymokinon med hög renhet. De specifika efterbearbetningsmetoderna kan väljas efter faktiska behov.
BASF har antagit en unik syntesmetod för att framställa Thimoquinone, som innebär att skydda hydroxylgrupper, omvandling med 6-oxoisoforon och omarrangemang under omvandlingsprocessen.
Syntessteg:
1. Hydroxylskydd
För det första, skydda hydroxylgruppen i den intermediära hexaacetylen-tert-alkoholen, vanligen använda skyddsmedel inkluderar förestrings- eller företringsreagens. Till exempel kan myrsyra, metanol eller etylacetat användas för skydd. Motsvarande kemiska ekvation är följande:
R-CH (OH) - CH2-C ≡ CH+R'OH → R-CH (ELLER ') - CH2-C ≡ CH+H2O
2. Reagera med 6-oxoisoforon
Reagera den skyddade hydroxylgruppen med 6-oxoisoforon under specifika förhållanden. Syftet med detta steg är att koppla 6-oxo-isoforon till hexaacetylen-tert-alkohol samtidigt som hydroxylgruppens skyddande tillstånd bibehålls. Motsvarande kemiska ekvation är följande:
R-CH (ELLER ') - CH2-C ≡ CH+6-OC (R ")=O → R-CH (ELLER')=C (ELLER" ) - C (R ")=O+R'COOH/R" COOH
3. Omordning under konverteringsprocessen
Under reaktionsprocessen kan intermediärer genomgå omlagringsreaktioner, som huvudsakligen uppnås genom intramolekylära reaktioner eller interaktioner med andra funktionella grupper. Den specifika omlagringsmetoden beror på reaktionsbetingelserna och strukturen hos mellanprodukten. De omarrangerade kemiska ekvationerna kan vara mer komplexa och måste skrivas efter faktiska situationer.
4. Ta bort skyddet och produktseparationen
Slutligen avskyddas den tidigare skyddade hydroxylgruppen under specifika betingelser för att erhålla målprodukten, timokinon. Detta steg kan avskyddas genom metoder som hydrolys, reduktion eller syra/bas-katalys, och den specifika metoden måste väljas baserat på den faktiska skyddsgruppen. Efter avskyddning kan Thimoquinone separeras och renas för att erhålla produkter med hög renhet.
Huvudvägen för att syntetisera astaxantin i Kina är att - Med hjälp av violett keton som råvara syntetiseras astaxantin slutligen genom en serie kemiska reaktioner. Denna metod har fördelarna med lättillgänglighet av råmaterial, milda reaktionsförhållanden och hög produktrenhet.
Syntessteg:
1. Behandling med m-klorperoxibensoesyra
För det första, integrera - Violett keton reagerar med m-klorperoxibensoesyra och genomgår oxidation till - En hydroxylgrupp införs på sidokedjan av violett keton för att bilda en mellanprodukt. Syftet med detta steg är att tillhandahålla de nödvändiga funktionella grupperna för efterföljande kemiska reaktioner. Den kemiska ekvationen är som följer:
(CH3) 2C=CHCH2CH2CHO+(COCl) 2 (CCl4) → (CH3) 2C=CHCH2CH2COOH+(COCl) 2 (COOH)
2. Mellankonvertering
Den genererade intermediären genomgår en serie omvandlingsprocesser, såsom förestring, hydrolys, etc., i syfte att omvandla mellanprodukten till en form som är lättare att utföra efterföljande reaktioner. De specifika stegen och kemiska ekvationerna för dessa omvandlingsprocesser måste skrivas i enlighet med den faktiska situationen.
3. Syra omarrangemang
Under verkan av bromvätesyra genomgår intermediären surgöringsomlagringsreaktion. Syftet med detta steg är att ytterligare justera molekylstrukturen genom omlagringsreaktioner, som förberedelse för efterföljande reaktioner. De specifika kemiska ekvationerna måste skrivas efter den faktiska situationen.
4. Interaktion med trifenylfosfin
Mellanprodukten reagerar med trifenylfosfin för att producera pentadekantrifenylkvartärt fosfoniumsalt. Syftet med detta steg är att introducera specifika funktionella grupper genom reaktionen med trifenylfosfin, som förberedelse för efterföljande reaktioner. De specifika kemiska ekvationerna måste skrivas efter den faktiska situationen.
5. Dubbelriktad Wittig-reaktion
Slutligen omvandlades det kvartära fosfoniumsaltet till astaxantin genom en dubbelriktad Wittig-reaktion. Nyckeln till detta steg är att säkerställa ett smidigt förlopp av Wittig-reaktionen och uppnå ett högt utbyte. De specifika kemiska ekvationerna måste skrivas efter den faktiska situationen.