9, 10-Дібромоантраценє важливим проміжним продуктом органічного синтезу, який широко використовується для отримання флуоресцентних барвників і гетероциклічних сполук. У цій статті будуть представлені різні шляхи синтезу 9,10-дибромоантрацену, включаючи нафтохімічний синтез, синтез прямого бромування ароматичних сполук, синтез із каталізатором міді та синтез із каталізатором металів.
1. Метод нафтохімічного синтезу:
У нафтохімічній промисловості 9,10-дибромоантрацен отримують із таких сировинних матеріалів, як циклогексан, газоподібний хлор і залізний порошок. Конкретні кроки такі:
1. Реакція хлорування циклогексану та газоподібного хлору з порошком заліза як каталізатором.
2. Утворений 1-хлорциклогексан реагує з тетрабутиллітієм у присутності йодиду з утворенням 1-бутилциклогексану.
3. Продукт знову хлорують газоподібним хлором у присутності порошку заліза, щоб отримати продукт 2, 3-дихлор-1-бутилциклогексан.
4. Введіть продукт у реакцію з тетрабутиллітієм у присутності етилвольфрамату з утворенням 2-бутилциклопентану.
5. Реакція хлорування 2-бутилциклопентану в присутності газоподібного хлору дає продукт 2-хлор-9,10-дибутилантрацен.
6. Нарешті, нагрійте йодид міді в хлороформі, щоб отримати 9,10-дибромоантрацен.
Спосіб одержує продукт з високою чистотою і великим виходом, але вартість використання сировини є відносно високою.
По-друге, метод прямого синтезу бромування ароматичних сполук:
У методі синтезу прямого бромування 9,10-дибромоантрацен отримують з ароматичних сполук за допомогою реакції прямого бромування. Конкретні кроки такі:
1. Розчиніть антрацен у розчиннику.
2. Додайте N-бромсукцинімід (NBS) до розчину.
3. Після світлового опромінення 9-бромантрацен отримують за допомогою реакції бромування.
4. Взаємодія продукту з етилацетатом і соляною кислотою з утворенням оцтової кислоти-9-бромантрацену.
5. Проведіть реакцію 9-бромантраценацетату з пентанатрій йодидом у надлишку розчину ацетонітрилу з утворенням цільового продукту 9, 10-дибромантрацену.
Цей метод простий і легкий в експлуатації, і підходить для лабораторних масштабів з невеликим виходом, але чистота отриманого продукту низька.
По-третє, метод каталітичного синтезу міді:
Цей метод є ефективним методом зеленого синтезу. Масова реакція поступово стала можливим методом підготовки після років досліджень. Він поєднує електрофільну реакцію та реакцію відновлення за допомогою дії каталізатора для досягнення ефективної та недорогої реакції відновлення.
. Для каталізованого міддю синтезу 9,10-дибромоантрацену потрібні 9,10-дібромоантрацен, CuI, купроціанін і N,N-диметилформамід (DMF). Конкретні кроки такі:
Крок 1: Приготуйте попередник 9,10-дибромоантрацену:
Приготуйте 1,7 моль/л метанольний розчин 3-бромбензальдегіду та опромініть його білим світлом протягом 2 годин, щоб отримати 9,10-попередник 1 дибромантрацену. Попередник 1 розчинили в гідроксиді калію та перетворили на 9,{ {9}}дибромантрацен із сірчаною кислотою.
Крок 2: Реакція, каталізована міддю:
Додайте DMF до 100 мл сухого етиленоксиду та підтримуйте його при постійній температурі близько 120 градусів. Додайте попередньо оброблений 9,10-дибромоантрацен і CuI в етиленоксид/ДМФ. Згодом тричі додавали двовалентний ціан, перемішували та реакцію проводили протягом 20 хвилин після кожного додавання, і загальний час реакції становив 1 годину.
Крок 3: Розділення та подальша обробка:
Після завершення реакції реакційний розчин переносили в ділильну воронку, а потім двічі екстрагували сумішшю етанолу та води. Повторіть цей процес, щоб відокремити органічну речовину, і знову екстрагуйте продукт сухим органічним розчинником, щоб отримати порошкоподібний 9,10-дибромоантраценовий продукт.
Вище наведено кроки для отримання 9,10-дибромоантрацену методом синтезу з каталізатором міді, який підходить для невеликого синтезу в лабораторії. Перевагами цього методу є низька температура реакції, доступні каталізатори та легке розділення продуктів. Однак слід зазначити, що ДМФА є токсичним розчинником, і умови роботи необхідно суворо контролювати, щоб забезпечити безпеку експерименту.
4. Метод металокаталізованого синтезу:
У реакціях, які каталізуються металами, синтез, який каталізується паладієм, є широко використовуваним методом. Конкретні кроки такі:
1 Реактор попередньої обробки та розчинник:
Очистіть автоклав, магнітну мішалку, оглядові отвори, труби та дистиляційний апарат. Додайте адсорбент молекулярного сита 4Å до ексикатора, і повітря під тиском потече через нього, щоб висушити. Приготуйте чотирихлористий вуглець (CCl4) і метанол, додайте до них відповідно адсорбент на основі молекулярних сит і рівномірно перемішайте, дайте постояти протягом ночі, щоб видалити воду. Відфільтруйте висушений CCl4 і метанол за допомогою фільтра, щоб видалити молекулярні сита, і зберігайте в ексикаторі до використання.
2 Підготуйте реагенти:
910-Антрацендикарбальдегід (10 г, 0.04 моль) і оксид натрію (7,1 г, 0,18 моль) додавали до 100 мл метанолу та реакційну суміш перемішували при 75 градусів протягом 16 год. Після завершення реакції реагент відфільтровували, промивали водою, промивали бульбашками ацетонітрилу на нутч-фільтрі та сушили у вакуумному ексикаторі.
3 Синтез 9,10-дибромоантрацену:
Розчиніть отриманий 9,10-антрацендикарбальдегід у 400 мл CCl4, додайте 15.0 г (0,06 моль) броміду олова та 7,8 г (0,04 моль) броміду міді та повністю перемішують реакційну суміш при кімнатній температурі в атмосфері азоту протягом 24 годин. Після реакції для елюювання синтезованих продуктів використовували ацетонітрил і метанол відповідно. Після фільтрації рідкого матеріалу та перегонки його до концентрації за допомогою дистиляційного пристрою додайте дигідрат сірчаної кислоти до рівня PH=1, щоб почати кристалізацію. Велика кількість галогенводневої кислоти буде вивільнена під час процесу кристалізації, тому галогенводневу кислоту слід вчасно викидати. Після промивання кристалів крижаною водою воду поглинали адсорбентом вакуумного насоса, а потім висушували з отриманням білих кристалів 9,10-дибромоантрацену (14,2 г, вихід 79%).
4 Висновок:
Можна помітити, що хоча металокаталізований синтез 9,10-дибромоантрацену має громіздкі стадії, це ефективний і надійний метод для синтезу 9,10-дібромоантрацену, який підходить для середніх до великомасштабне виробництво. Крім того, метод синтезу не вимагає надто багато реагентів, також є більш екологічним і матиме широкий спектр застосувань.
Таким чином, різні шляхи синтезу 9,10-дибромоантрацену мають свої особливості та переваги, і відповідний метод синтезу слід обирати відповідно до фактичної ситуації в конкретному експериментальному процесі.