9,10-Dibromoantracenjest ważnym półproduktem w syntezie organicznej, który jest szeroko stosowany do wytwarzania barwników fluorescencyjnych i związków heterocyklicznych. W tym artykule zostaną przedstawione różne drogi syntezy 9-10-dibromoantracenu, w tym synteza petrochemiczna, synteza bezpośredniego bromowania związków aromatycznych, synteza katalizowana miedzią i synteza katalizowana metalem.
1. Metoda syntezy petrochemicznej:
W przemyśle petrochemicznym 9,10-dibromoantracen wytwarza się z surowców takich jak cykloheksan, gazowy chlor i proszek żelaza. Konkretne kroki są następujące:
1. Reakcja chlorowania cykloheksanu i chloru gazowego z użyciem proszku żelaza jako katalizatora.
2. Wytworzony 1-chlorocykloheksan reaguje z tetrabutylolitem w obecności jodku, tworząc 1-butylocykloheksan.
3. Produkt ponownie chloruje się gazowym chlorem w obecności sproszkowanego żelaza, otrzymując produkt w postaci 2,3-dichloro-1-butylocykloheksanu.
4. Produkt poddaj reakcji z tetrabutylolitem w obecności wolframianu etylu, aby wytworzyć 2-butylocyklopentan.
5. Reakcja chlorowania 2-butylocyklopentanu w obecności gazowego chloru daje produkt 2-chloro-9,10-dibutyloantracen.
6. Na koniec podgrzej jodek miedziawy w chloroformie, aby otrzymać 9,10-dibromoantracen.
Metodą uzyskuje się produkt o wysokiej czystości i dużej wydajności, ale koszt wykorzystania surowców jest stosunkowo wysoki.
Po drugie, metoda bezpośredniej syntezy bromowania związków aromatycznych:
W metodzie syntezy bezpośredniego bromowania 9,10-dibromoantracen wytwarza się ze związków aromatycznych w reakcji bezpośredniego bromowania. Konkretne kroki są następujące:
1. Rozpuścić antracen w rozpuszczalniku.
2. Do roztworu dodać N-bromosukcynimid (NBS).
3. Po naświetleniu światłem 9-bromoantracen wytwarza się w reakcji bromowania.
4. Produkt poddaj reakcji z octanem etylu i kwasem solnym, aby wytworzyć-9-bromoantracen kwasu octowego.
5. Poddaj reakcji 9-octan bromoantracenu z jodkiem pentasodu w nadmiarze roztworu acetonitrylu, aby wytworzyć docelowy produkt 9,10-dibromoantracen.
Metoda ta jest prosta i łatwa w obsłudze, nadaje się do stosowania na skalę laboratoryjną przy małej wydajności, ale czystość otrzymanego produktu jest niska.
Po trzecie, metoda syntezy katalitycznej miedzi:
Metoda ta jest wydajną metodą zielonej syntezy. Po latach badań reakcja oddolna stopniowo stała się możliwą metodą przygotowania. Łączy reakcję elektrofilową i reakcję redukcji poprzez działanie katalizatora, aby osiągnąć wydajną i tanią reakcję redukcji.
. Katalizowana miedzią synteza 9,10-dibromoantracenu wymaga 9,10-dibromoantracenu, CuI, miedziocyjaniny i N,N-dimetyloformamidu (DMF). Konkretne kroki są następujące:
Krok 1: Przygotuj prekursor 9,10-dibromoantracenu:
Przygotuj roztwór 3-bromobenzaldehydu w metanolu o stężeniu 1,7 mol/l i napromieniaj go światłem białym przez 2 godziny, aby otrzymać prekursor 1 9,10-dibromoantracenu. Prekursor 1 rozpuszczono w wodorotlenku potasu i przekształcono w 9,{ {9}}dibromoantracen z kwasem siarkowym.
Krok 2: Reakcja katalizowana miedzią:
Do 100 ml suchego tlenku etylenu dodać DMF i utrzymywać stałą temperaturę około 120 stopni. Dodać wstępnie obrobiony 9,10-dibromoantracen i Cul do tlenku etylenu/DMF. Następnie trzykrotnie dodano cyjan miedziawy i mieszanie i reakcję prowadzono przez 20 minut po każdym dodaniu, a całkowity czas reakcji wyniósł 1 godzinę.
Krok 3: Separacja i późniejsze przetwarzanie:
Po zakończeniu reakcji roztwór reakcyjny przeniesiono do rozdzielacza, a następnie ekstrahowano dwukrotnie mieszaniną etanolu i wody. Powtórz ten proces, aby oddzielić materię organiczną i ekstrahuj produkt ponownie w suchym rozpuszczalniku organicznym, a na koniec otrzymaj sproszkowany produkt w postaci 9-10-dibromoantracenu.
Powyżej przedstawiono etapy przygotowania 9,10-dibromoantracenu metodą syntezy katalizowanej miedzią, która jest odpowiednia do syntezy na małą skalę w laboratorium. Zaletami tej metody są niska temperatura reakcji, łatwo dostępne katalizatory i łatwe oddzielanie produktów. Należy jednak zauważyć, że DMF jest rozpuszczalnikiem toksycznym i warunki operacyjne muszą być ściśle kontrolowane, aby zapewnić bezpieczeństwo eksperymentu.
4. Metoda syntezy katalizowanej metalem:
W reakcjach katalizowanych metalami powszechnie stosowaną metodą jest synteza katalizowana palladem. Konkretne kroki są następujące:
1 Reaktor do obróbki wstępnej i rozpuszczalnik:
Oczyścić autoklaw, mieszadło magnetyczne, wzierniki, rurociągi i aparaturę destylacyjną. Dodaj adsorbent z sitem molekularnym 4Å do eksykatora i przepływa przez niego sprężone powietrze, aby wyschnąć. Przygotować czterochlorek węgla (CCl4) i metanol, dodać do nich odpowiednio adsorbent z sitami molekularnymi i równomiernie wymieszać, odstawić na noc w celu usunięcia wody. Przesączyć wysuszony CCl4 i metanol za pomocą filtra w celu usunięcia sit molekularnych i przechowywać w eksykatorze do czasu użycia.
2 Przygotuj reagenty:
9,10-Antracenodikarbldehyd (10 g, 0,04 mol) i tlenek sodu (7,1 g, 0,18 mol) dodano do 100 ml metanolu i mieszaninę reakcyjną mieszano w temperaturze 75 stopni przez 16 godzin. Po zakończeniu reakcji reagent przesączono, przemyto wodą, przemyto bąbelkowo acetonitrylem na filtrze ssącym i wysuszono w eksykatorze próżniowym.
3 Synteza 9,10-dibromoantracenu:
Rozpuścić przygotowany 9,10-antracenodikarbaldehyd w 400 ml CCl4, dodać 15,0 g (0,06 mol) bromku cynawego i 7,8 g (0,04 mol) bromku miedziawego i całkowicie mieszać mieszaninę reakcyjną w temperaturze pokojowej w atmosferze azotu przez 24 godziny. Po reakcji do elucji zsyntetyzowanych produktów odpowiednio użyto acetonitryl i metanol. Po przefiltrowaniu ciekłego materiału i oddestylowaniu go do stężenia za pomocą urządzenia destylacyjnego, dodaj dwuwodny kwas siarkowy do PH=1, aby rozpocząć krystalizację. Podczas procesu krystalizacji zostanie uwolniona duża ilość kwasu fluorowodorowego, dlatego należy go usunąć na czas. Po przemyciu kryształów wodą z lodem, wodę zaabsorbowano za pomocą adsorbentu z pompą próżniową, a następnie wysuszono, w wyniku czego otrzymano białe kryształy 9,10-dibromoantracenu (14,2 g, wydajność 79%).
4. Wniosek:
Można zauważyć, że chociaż synteza 9,10-dibromoantracenu katalizowana metalem jest skomplikowana, jest to wydajna i niezawodna metoda syntezy 9,10-dibromoantracenu, która jest odpowiednia dla średnich i średnich produkcja na wielką skalę. Ponadto metoda syntezy nie wymaga zbyt dużej ilości reagentów, jest także bardziej przyjazna dla środowiska i będzie miała szerokie zastosowanie.
Podsumowując, różne drogi syntezy 9,10-dibromoantracenu mają swoje własne cechy i zalety, a odpowiednią metodę syntezy należy wybrać w zależności od aktualnej sytuacji w konkretnym procesie eksperymentalnym.