วิธีการสังเคราะห์ไทโมควิโนน

ไทโมควิโนนเป็นสารประกอบที่สกัดได้จากเมล็ดหญ้าดำ มีสูตรทางเคมี C10H12O2 ที่อุณหภูมิห้อง เป็นของเหลวมันสีเหลืองอ่อน มีกลิ่นระคายเคืองเฉพาะตัว ละลายในน้ำได้ยาก ละลายได้ง่ายในตัวทำละลายอินทรีย์ เช่น เอทานอลและอีเทอร์ มีกลิ่นระคายเคืองเป็นเอกลักษณ์ ละลายในน้ำได้ยาก แต่สามารถละลายในตัวทำละลายอินทรีย์ เช่น เอทานอล อีเทอร์ และคลอโรฟอร์ม มีฤทธิ์ยับยั้งแบคทีเรียหลายชนิด รวมถึงแบคทีเรียแกรมบวกและแบคทีเรียแกรมลบ สารประกอบนี้มีฤทธิ์ต้านเชื้อแบคทีเรียโดยรบกวนกระบวนการเผาผลาญของแบคทีเรียหรือทำลายผนังเซลล์ของแบคทีเรีย อีกทั้งยังมีการศึกษาเพื่อใช้ในผลิตภัณฑ์ดูแลช่องปาก เช่น น้ำยาบ้วนปาก ยาสีฟัน เป็นต้น สามารถยับยั้งการเจริญเติบโตของแบคทีเรียในช่องปาก และลดการเกิดโรคในช่องปาก เช่น แผลในช่องปาก และเหงือกอักเสบ

(ลิงค์สินค้า: HTTPS://www.BloomTechz.com/synthetic-Chemical/additive/thymoquinone-powder-CAS-490-91-5.html)

วิธีการนี้เกี่ยวข้องกับกระบวนการสังเคราะห์ไทโมควิโนนผ่านปฏิกิริยาหลายขั้นตอนโดยเริ่มจาก 6-ออกโซ ไอโซโฟโรน วิธีนี้มีข้อดีคือใช้งานง่าย มีวัตถุดิบให้เลือกใช้ง่าย และมีความบริสุทธิ์ของผลิตภัณฑ์สูง

ขั้นตอนการสังเคราะห์:

1. ภาวะขาดน้ำระหว่างการควบแน่นของอัลโดล

การใช้อะซิโตนและฟอร์มาลดีไฮด์เป็นวัตถุดิบ ปฏิกิริยาควบแน่นของอัลโดลเกิดขึ้นภายใต้สภาวะที่เป็นด่างอ่อน (เช่น NH4OH, NaOH ฯลฯ) ทำให้เกิด - บิวทีโนนไม่อิ่มตัว สมการทางเคมีหลักสำหรับขั้นตอนนี้มีดังนี้:

R-CHO+CH3-CO-R '→ R-CH=CH-R'+H2O

2. 1,2-ปฏิกิริยาการเติมนิวคลีโอฟิลิก

ใช้ผลลัพธ์ที่ได้จากขั้นตอนก่อนหน้า - บิวทีนคีโตนไม่อิ่มตัวผ่านปฏิกิริยาเติมนิวคลีโอฟิลิก 1,2- กับอะเซทิลีนภายใต้สภาวะที่เป็นกรด (เช่น HCl, H2SO4 เป็นต้น) เพื่อผลิตแอลกอฮอล์ในระดับอุดมศึกษาเฮกซาคาร์ไบน์ สมการทางเคมีที่เกี่ยวข้องมีดังนี้:

R-CH=CH-R '+HC ≡ CH → R-CH (OH) - CH2-C ≡ CH

3. การจัดลำดับปฏิกิริยาใหม่

ภายใต้การกระทำของกรดซัลฟิวริก เฮกซาอะเซทิลีนตติยอารีแอลกอฮอล์จะเกิดปฏิกิริยาการจัดเรียงใหม่เพื่อสร้างสารประกอบเป้าหมาย สมการทางเคมีสำหรับขั้นตอนนี้มีดังนี้:

R-CH (OH) - CH2-C ≡ CH+H2SO4 → RC (OH)=C (OH) - C ≡ CH

4. ปกป้องกลุ่มไฮดรอกซิล

เพื่อให้แน่ใจว่าหมู่ไฮดรอกซิลจะไม่ทำปฏิกิริยาในขั้นตอนต่อๆ ไป เราใช้เอสเทอริฟิเคชันหรือเอเทอริฟิเคชันเพื่อปกป้องหมู่ไฮดรอกซิล สารป้องกันทั่วไป ได้แก่ กรดฟอร์มิก เมทานอล เอทิลอะซิเตต ฯลฯ สมการทางเคมีที่เกี่ยวข้องมีดังนี้:

RC (OH)=C (OH) - C ≡ CH+R'OH → RC (หรือ ')=C (หรือ') - C ≡ CH+H2O

5. ปฏิกิริยากับ 6-ออกโซ ไอโซโฟโรน

ทำปฏิกิริยาผลิตภัณฑ์ที่ได้รับในขั้นตอนก่อนหน้าด้วย 6-ออกโซ ไอโซโฟโรน ภายใต้สภาวะที่เป็นกรดอ่อนหรือเบสอ่อนเพื่อสร้างสารตัวกลางของไทโมควิโนน สมการทางเคมีที่เกี่ยวข้องมีดังนี้:

RC (หรือ ')=C (หรือ') - C ≡ CH+6-OC (R ")=O → RC (หรือ ')=C (หรือ' ) - C (R")=O+R'COOH/R "COOH

6. ปฏิกิริยาวิททิกทวิภาคี

ภายใต้การกระทำของเบสแก่ (เช่น NaOH, KOH ฯลฯ) ปฏิกิริยาวิททิกในระดับทวิภาคีจะเกิดขึ้นที่ตัวกลางเพื่อสังเคราะห์ไทโมควิโนนในที่สุด สมการทางเคมีสำหรับขั้นตอนนี้มีดังนี้:

RC (OR')=C (OR') - C (R")=O+Ph3P=CHCOOEt → Ph3P=CR'- CH (OR') =CR'COOH+Ph3P=O+EtOH

7. หลังการรักษาและการทำให้บริสุทธิ์

ด้วยการสกัด การกลั่น และการตกผลึกซ้ำ ผลิตภัณฑ์จะถูกทำให้บริสุทธิ์เพื่อให้ได้ไทโมควิโนนที่มีความบริสุทธิ์สูง สามารถเลือกวิธีการหลังการประมวลผลเฉพาะได้ตามความต้องการที่แท้จริง

BASF ได้นำวิธีการสังเคราะห์ที่เป็นเอกลักษณ์มาใช้ในการเตรียมไทโมควิโนน ซึ่งเกี่ยวข้องกับการปกป้องหมู่ไฮดรอกซิล การแปลงสภาพด้วย 6-oxo isophorone และการจัดเรียงใหม่ในระหว่างกระบวนการแปลงสภาพ

ขั้นตอนการสังเคราะห์:

1. การป้องกันไฮดรอกซิล

ประการแรก ป้องกันหมู่ไฮดรอกซิลของเฮกซะอะเซทิลีน เติร์ตแอลกอฮอล์ระดับกลาง, สารป้องกันที่ใช้กันทั่วไปรวมถึงรีเอเจนต์เอสเทอริฟิเคชันหรืออีเทอร์ริฟิเคชัน ตัวอย่างเช่น สามารถใช้กรดฟอร์มิก เมธานอล หรือเอทิลอะซิเตตในการป้องกันได้ สมการทางเคมีที่เกี่ยวข้องมีดังนี้:

R-CH (OH) - CH2-C ≡ CH+R'OH → R-CH (หรือ ') - CH2-C ≡ CH+H2O

2. ทำปฏิกิริยากับ 6-ออกโซ ไอโซโฟโรน

ทำปฏิกิริยาหมู่ไฮดรอกซิลที่ได้รับการป้องกันด้วย 6-ออกโซ ไอโซโฟโรน ภายใต้สภาวะเฉพาะ จุดประสงค์ของขั้นตอนนี้คือเพื่อเชื่อมต่อ 6-ออกโซ ไอโซโฟโรนกับเฮกซะอะเซทิลีน เติร์ต แอลกอฮอล์ ในขณะเดียวกันก็รักษาสถานะการป้องกันของกลุ่มไฮดรอกซิลไว้ สมการทางเคมีที่เกี่ยวข้องมีดังนี้:

R-CH (หรือ ') - CH2-C ≡ CH+6-OC (R ")=O → R-CH (หรือ')=C (หรือ" ) - C (R ")=O+R'COOH/R" COOH

3. การเรียงลำดับใหม่ในระหว่างกระบวนการแปลง

ในระหว่างกระบวนการทำปฏิกิริยา ตัวกลางอาจเกิดปฏิกิริยาการจัดเรียงใหม่ ซึ่งส่วนใหญ่ทำได้ผ่านปฏิกิริยาภายในโมเลกุลหรืออันตรกิริยากับหมู่ฟังก์ชันอื่นๆ วิธีการจัดเรียงใหม่โดยเฉพาะนั้นขึ้นอยู่กับสภาวะของปฏิกิริยาและโครงสร้างของสารตัวกลาง สมการเคมีที่จัดเรียงใหม่อาจซับซ้อนกว่าและจำเป็นต้องเขียนตามสถานการณ์จริง

4. ถอดการป้องกันและการแยกผลิตภัณฑ์

ในที่สุด หมู่ไฮดรอกซิลที่ได้รับการป้องกันก่อนหน้านี้จะถูกปลดการป้องกันภายใต้เงื่อนไขเฉพาะเพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์เป้าหมาย ซึ่งก็คือ ไทโมควิโนน ขั้นตอนนี้สามารถยกเลิกการป้องกันได้โดยวิธีการต่างๆ เช่น ไฮโดรไลซิส รีดิวซ์ หรือการเร่งปฏิกิริยาด้วยกรด/เบส และจำเป็นต้องเลือกวิธีการเฉพาะตามกลุ่มการป้องกันที่เกิดขึ้นจริง หลังจากปลดการป้องกันแล้ว ไทโมควิโนนสามารถแยกและทำให้บริสุทธิ์เพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์ที่มีความบริสุทธิ์สูง

เส้นทางหลักในการสังเคราะห์แอสตาแซนธินในประเทศจีนคือ - การใช้คีโตนไวโอเล็ตเป็นวัตถุดิบ ในที่สุดแอสตาแซนธินก็จะถูกสังเคราะห์ผ่านปฏิกิริยาเคมีหลายชุด วิธีนี้มีข้อดีคือมีวัตถุดิบที่หาได้ง่าย มีสภาวะที่เกิดปฏิกิริยาไม่รุนแรง และมีความบริสุทธิ์ของผลิตภัณฑ์สูง

ขั้นตอนการสังเคราะห์:

1. การบำบัดด้วยกรด m-chloroperoxybenzoic

ขั้นแรก รวมเข้าด้วยกัน - ไวโอเล็ตคีโตนทำปฏิกิริยากับกรดเอ็ม-คลอโรเปอร์ออกซีเบนโซอิก และเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันเป็น - มีกลุ่มไฮดรอกซิลปรากฏบนสายโซ่ด้านข้างของไวโอเล็ตคีโตนเพื่อสร้างสารตัวกลาง วัตถุประสงค์ของขั้นตอนนี้คือเพื่อจัดเตรียมกลุ่มฟังก์ชันที่จำเป็นสำหรับปฏิกิริยาเคมีในภายหลัง สมการทางเคมีมีดังนี้:

(CH3) 2C=CHCH2CH2CHO+(COCl) 2 (CCl4) → (CH3) 2C=CHCH2CH2COOH+(COCl) 2 (COOH)

2. การแปลงระดับกลาง

สารตัวกลางที่สร้างขึ้นจะผ่านกระบวนการเปลี่ยนรูปหลายชุด เช่น เอสเทอริฟิเคชัน การไฮโดรไลซิส ฯลฯ โดยมีจุดประสงค์เพื่อเปลี่ยนสารตัวกลางให้อยู่ในรูปแบบที่ง่ายต่อการดำเนินการปฏิกิริยาตามมา ขั้นตอนเฉพาะและสมการทางเคมีของกระบวนการเปลี่ยนรูปเหล่านี้จำเป็นต้องเขียนตามสถานการณ์จริง

3. การจัดเรียงกรดใหม่

ภายใต้การกระทำของกรดไฮโดรโบรมิก สารตัวกลางจะเกิดปฏิกิริยาการจัดเรียงตัวของกรดใหม่ จุดประสงค์ของขั้นตอนนี้คือเพื่อปรับโครงสร้างโมเลกุลเพิ่มเติมผ่านปฏิกิริยาการจัดเรียงใหม่ เพื่อเตรียมสำหรับปฏิกิริยาที่ตามมา ต้องเขียนสมการเคมีเฉพาะตามสถานการณ์จริง

4. การมีปฏิสัมพันธ์กับไตรฟีนิลฟอสฟีน

สารตัวกลางทำปฏิกิริยากับ triphenylphosphine เพื่อผลิตเกลือ pentadecane triphenyl quaternary phosphonium จุดประสงค์ของขั้นตอนนี้คือเพื่อแนะนำหมู่ฟังก์ชันเฉพาะผ่านปฏิกิริยากับไตรฟีนิลฟอสฟีน เพื่อเตรียมสำหรับปฏิกิริยาที่ตามมา ต้องเขียนสมการเคมีเฉพาะตามสถานการณ์จริง

5. ปฏิกิริยาวิททิกแบบสองทิศทาง

ในที่สุด เกลือควอเทอร์นารีฟอสโฟเนียมถูกแปลงเป็นแอสตาแซนธินผ่านปฏิกิริยาวิตทิกแบบสองทิศทาง กุญแจสำคัญในขั้นตอนนี้คือเพื่อให้แน่ใจว่าปฏิกิริยา Wittig ดำเนินไปอย่างราบรื่นและให้ผลผลิตสูง ต้องเขียนสมการเคมีเฉพาะตามสถานการณ์จริง