9,10-Dibromoanthraceneadalah perantaraan penting dalam sintesis organik, yang digunakan secara meluas dalam penyediaan pewarna pendarfluor dan sebatian heterosiklik. Artikel ini akan memperkenalkan pelbagai laluan sintetik 9,10-dibromoanthracene, termasuk sintesis petrokimia, sintesis brominasi langsung bagi sebatian aromatik, sintesis bermangkin kuprum dan sintesis bermangkin logam.
1. Kaedah sintesis petrokimia:
Dalam industri petrokimia, 9,10-dibromoanthracene disediakan daripada bahan mentah seperti sikloheksana, gas klorin dan serbuk besi. Langkah-langkah khusus adalah seperti berikut:
1. Tindak balas pengklorinan sikloheksana dan gas klorin dengan serbuk besi sebagai mangkin.
2. 1-chlorocyclohexane yang dihasilkan bertindak balas dengan tetrabutyllithium dengan kehadiran iodida untuk menghasilkan 1-butylcyclohexane.
3. Produk diklorin semula dengan gas klorin dengan kehadiran serbuk besi untuk menghasilkan produk 2,3-dichloro-1-butylcyclohexane.
4. Tindak balas produk dengan tetrabutyllithium dengan kehadiran etil tungstat untuk menghasilkan 2-butilsiklopentana.
5. Tindak balas pengklorinan 2-butylcyclopentane dengan kehadiran gas klorin menghasilkan produk 2-chloro-9,10-dibutylanthracene.
6. Akhir sekali, panaskan dengan cuprous iodide dalam kloroform untuk mendapatkan 9,10-dibromoanthracene.
Kaedah ini memperoleh produk dengan ketulenan yang tinggi dan keluaran yang besar, tetapi kos penggunaan bahan mentah agak tinggi.
Kedua, kaedah sintesis brominasi langsung sebatian aromatik:
Dalam kaedah sintesis pembrominasian langsung, 9,10-dibromoanthracene disediakan daripada sebatian aromatik melalui tindak balas pembrominasian langsung. Langkah-langkah khusus adalah seperti berikut:
1. Larutkan antrasena dalam pelarut.
2. Tambah N-bromosuccinimide (NBS) ke dalam larutan.
3. Selepas penyinaran cahaya, 9-bromoantrasena disediakan melalui tindak balas brominasi.
4. Tindak balas produk dengan etil asetat dan asid hidroklorik untuk menghasilkan asid asetik-9-bromoanthracene.
5. Tindak balas 9-bromoanthracene acetate dengan pentasodium iodide dalam larutan asetonitril berlebihan untuk menjana produk sasaran 9,10-dibromoanthracene.
Kaedah ini mudah dan mudah dikendalikan, dan sesuai untuk skala makmal dengan output kecil, tetapi ketulenan produk yang diperoleh adalah rendah.
Tiga, kaedah sintesis pemangkin tembaga:
Kaedah ini merupakan kaedah sintesis hijau yang cekap. Tindak balas akar umbi secara beransur-ansur menjadi kaedah penyediaan yang boleh dilaksanakan selepas penyelidikan bertahun-tahun. Ia menggabungkan tindak balas elektrofilik dan tindak balas pengurangan melalui tindakan mangkin untuk mencapai tindak balas pengurangan yang cekap dan kos rendah.
. Sintesis bermangkin kuprum bagi 9,10-dibromoanthracene memerlukan 9,10-dibromoanthracene, CuI, cuprocyanine dan N,N-dimethylformamide (DMF). Langkah-langkah khusus adalah seperti berikut:
Langkah 1: Sediakan prekursor 9,10-dibromoanthracene:
Sediakan larutan metanol 1.7 mol/L bagi 3-bromobenzaldehid dan penyinaran di bawah cahaya putih selama 2 jam untuk mendapatkan 9,10-prekursor dibromoanthracene 1. Prekursor 1 telah dilarutkan dalam kalium hidroksida dan ditukar kepada 9,{ {9}}dibromoanthracene dengan asid sulfurik.
Langkah 2: Tindak balas Bermangkin Kuprum:
Tambah DMF kepada 100 mL etilena oksida kering dan simpan pada suhu malar kira-kira 120 darjah. Tambah 9,10-dibromoanthracene dan CuI yang telah dirawat sebelumnya ke dalam etilena oksida/DMF. Selepas itu, cuprous cyanogen ditambah tiga kali, dan kacau dan tindak balas dijalankan selama 20 minit selepas setiap penambahan, dan jumlah masa tindak balas ialah 1 jam.
Langkah 3: Pemisahan dan Pemprosesan Seterusnya:
Selepas tindak balas selesai, larutan tindak balas dipindahkan ke corong pemisah, dan kemudian diekstrak dua kali dengan campuran etanol dan air. Ulangi proses ini untuk mengasingkan bahan organik dan mengekstrak produk semula dalam pelarut organik kering, dan akhirnya dapatkan produk serbuk 9,10-dibromoanthracene.
Di atas ialah langkah untuk menyediakan 9,10-dibromoanthracene melalui kaedah sintesis bermangkin kuprum, yang sesuai untuk sintesis berskala kecil di makmal. Kelebihan kaedah ini termasuk suhu tindak balas yang rendah, pemangkin yang mudah didapati, dan pemisahan produk yang mudah. Walau bagaimanapun, perlu diingatkan bahawa DMF adalah pelarut toksik, dan keadaan operasi perlu dikawal dengan ketat untuk memastikan keselamatan eksperimen.
4. Kaedah sintesis bermangkin logam:
Dalam tindak balas bermangkin logam, sintesis bermangkin paladium ialah kaedah yang biasa digunakan. Langkah-langkah khusus adalah seperti berikut:
1 reaktor prarawatan dan pelarut:
Bersihkan autoklaf, pengacau magnet, port penglihatan, paip dan radas penyulingan. Tambahkan 4Å molekul ayak penjerap pada desikator, dan udara bertekanan mengalir melaluinya untuk menjadikannya kering. Sediakan karbon tetraklorida (CCl4) dan metanol, dan masukkan ayak molekul masing-masing kepada mereka dan kacau rata, biarkan semalaman untuk mengeluarkan air. Tapis CCl4 dan metanol kering dengan penapis untuk mengeluarkan penapis molekul dan simpan dalam desikator sehingga digunakan.
2 Sediakan bahan tindak balas:
9,10-Anthracenedicarbaldehyde (10 g, 0.04 mol) dan natrium oksida (7.1 g, 0.18 mol) telah ditambah ke dalam 100 mL metanol, dan tindak balas dikacau pada 75 darjah selama 16 jam. Selepas tindak balas selesai, bahan tindak balas ditapis, dibilas dengan air, dan dibasuh gelembung dengan asetonitril pada penapis sedutan, dan dikeringkan dalam desikator vakum.
3 Sintesis 9,10-Dibromoanthracene:
Larutkan 9,10-Anthracenedicarbaldehyde yang disediakan dalam 400 mL CCl4, tambah 15.0 g (0.06 mol) stannous bromida dan 7.8 g (0.04 mol) daripada cuprous bromide, dan kacau sepenuhnya tindak balas pada suhu bilik di bawah atmosfera nitrogen 24 jam. Selepas tindak balas, asetonitril dan metanol digunakan untuk mengelusi produk tersintesis masing-masing. Selepas menapis cecair bahan dan menyulingnya untuk pekat dengan peranti penyulingan, tambah asid sulfurik dihidrat kepada PH=1 untuk memulakan penghabluran. Sebilangan besar asid hidrohalik akan dibebaskan semasa proses penghabluran, jadi asid hidrohalik harus dibuang dalam masa. Selepas kristal dibasuh dengan air ais, air itu diserap oleh penjerap pam vakum, dan kemudian dikeringkan untuk mendapatkan kristal putih 9,10-Dibromoanthracene (14.2 g, menghasilkan 79%).
4. Kesimpulan:
Ia boleh dilihat bahawa walaupun sintesis bermangkin logam 9,10-Dibromoanthracene mempunyai langkah-langkah yang rumit, ia adalah kaedah yang cekap dan boleh dipercayai untuk sintesis 9,10-Dibromoanthracene, yang sesuai untuk sederhana hingga pengeluaran secara besar-besaran. Di samping itu, kaedah sintesis tidak memerlukan terlalu banyak bahan tindak balas, juga lebih mesra alam, dan akan mempunyai pelbagai aplikasi.
Ringkasnya, pelbagai laluan sintetik 9,10-dibromoanthracene mempunyai ciri dan kelebihan tersendiri, dan kaedah sintetik yang sesuai hendaklah dipilih mengikut situasi sebenar dalam proses eksperimen tertentu.