Timokinonje spojina, pridobljena iz semen črne trave, s kemijsko formulo C10H12O2. Pri sobni temperaturi je svetlo rumena oljnata tekočina z značilnim dražečim vonjem. Težko topen v vodi, zlahka topen v organskih topilih, kot sta etanol in eter. Ima edinstven dražeč vonj. Težko topen v vodi, vendar se lahko raztopi v organskih topilih, kot so etanol, eter in kloroform. Ima zaviralne učinke na različne bakterije, vključno z gram-pozitivnimi in gram-negativnimi bakterijami. Ta spojina deluje protibakterijsko tako, da moti presnovne procese bakterij ali poškoduje celične stene bakterij. Raziskovali so ga tudi za uporabo v izdelkih za ustno nego, kot so ustna voda, zobna pasta itd. Lahko zavira rast bakterij v ustni votlini in zmanjša pojavnost ustnih bolezni, kot so razjede v ustni votlini in vnetje dlesni.
(Povezava do izdelka: https://www.bloomtechz.com/synthetic-chemical/additive/thymoquinone-powder-cas-490-91-5.html)
Ta metoda vključuje postopek sinteze timokinona z večstopenjskimi reakcijami, ki se začnejo iz 6-okso izoforona. Ta metoda ima prednosti enostavnega delovanja, enostavne dostopnosti surovin in visoke čistosti izdelka.
Koraki sinteze:
1. Dehidracija med aldolno kondenzacijo
Z uporabo acetona in formaldehida kot surovin pride do aldolne kondenzacijske reakcije v šibkih alkalnih pogojih (kot so NH4OH, NaOH itd.), pri čemer nastane - nenasičen butenon. Glavna kemijska enačba za ta korak je naslednja:
R-CHO+CH3-CO-R '→ R-CH=CH-R'+H2O
2. 1,2-Nukleofilna adicijska reakcija
Uporabite rezultate, dobljene iz prejšnjega koraka – Nenasičen buten keton je podvržen 1,2-nukleofilni adicijski reakciji z acetilenom v kislih pogojih (kot so HCl, H2SO4 itd.), da nastane terciarni alkohol heksakarbin. Ustrezna kemijska enačba je naslednja:
R-CH=CH-R '+HC ≡ CH → R-CH (OH) - CH2-C ≡ CH
3. Reakcija preurejanja
Pod delovanjem žveplove kisline je heksaacetilen terciarni alkohol podvržen reakciji prerazporeditve, da nastane ciljna spojina. Kemijska enačba za ta korak je naslednja:
R-CH (OH) - CH2-C ≡ CH+H2SO4 → RC (OH)=C (OH) - C ≡ CH
4. Zaščita hidroksilnih skupin
Da bi zagotovili, da hidroksilne skupine ne reagirajo v naslednjih korakih, uporabljamo zaestrenje ali eterifikacijo za zaščito hidroksilnih skupin. Običajna zaščitna sredstva vključujejo mravljično kislino, metanol, etil acetat itd. Ustrezna kemijska enačba je naslednja:
RC (OH)=C (OH) - C ≡ CH+R'OH → RC (OR ')=C (OR') - C ≡ CH+H2O
5. Reakcija z 6-okso izoforonom
Produkt, dobljen v prejšnjem koraku, reagirajte z 6-okso izoforonom pod šibko kislinskimi ali šibko bazičnimi pogoji, da nastane intermediat timokinona. Ustrezna kemijska enačba je naslednja:
RC (ALI ')=C (ALI') - C ≡ CH+6-OC (R ")=O → RC (ALI ')=C (ALI' ) - C (R")=O+R'COOH/R "COOH
6. Bilateralna Wittigova reakcija
Pod delovanjem močnih baz (kot so NaOH, KOH itd.) se na intermediatu izvede dvostranska Wittigova reakcija, da se na koncu sintetizira timokinon. Kemijska enačba za ta korak je naslednja:
RC (ALI')=C (ALI') - C (R")=O+Ph3P=CHCOOEt → Ph3P=CR'- CH (ALI') =CR'COOH+Ph3P=O+EtOH
7. Naknadna obdelava in čiščenje
Z ekstrakcijo, destilacijo in rekristalizacijo produkt očistimo, da dobimo timokinon visoke čistosti. Posebne metode naknadne obdelave je mogoče izbrati glede na dejanske potrebe.
BASF je sprejel edinstveno metodo sinteze za pripravo timokinona, ki vključuje zaščito hidroksilnih skupin, pretvorbo z 6-okso izoforonom in preureditev med postopkom pretvorbe.
Koraki sinteze:
1. Hidroksilna zaščita
Prvič, zaščitite hidroksilno skupino vmesnega heksaacetilen terc alkohola, običajno uporabljena zaščitna sredstva vključujejo reagente za zaestrenje ali zaetrenje. Za zaščito lahko na primer uporabimo mravljično kislino, metanol ali etil acetat. Ustrezna kemijska enačba je naslednja:
R-CH (OH) - CH2-C ≡ CH+R'OH → R-CH (ALI ') - CH2-C ≡ CH+H2O
2. Reagirajte z 6-okso izoforonom
Reagirajte zaščiteno hidroksilno skupino z 6-okso izoforonom pod določenimi pogoji. Namen tega koraka je povezati 6-okso izoforon s heksaacetilen terc alkoholom, medtem ko ohranja zaščitno stanje hidroksilne skupine. Ustrezna kemijska enačba je naslednja:
R-CH (ALI ') - CH2-C ≡ CH+6-OC (R ")=O → R-CH (ALI')=C (ALI" ) - C (R ")=O+R'COOH/R" COOH
3. Preurejanje med procesom pretvorbe
Med reakcijskim procesom so lahko intermediati podvrženi reakcijam prerazporeditve, ki se večinoma dosežejo z znotrajmolekularnimi reakcijami ali interakcijami z drugimi funkcionalnimi skupinami. Specifična metoda prerazporeditve je odvisna od reakcijskih pogojev in strukture intermediata. Preurejene kemijske enačbe so lahko bolj zapletene in jih je treba napisati v skladu z dejanskimi situacijami.
4. Odstranite zaščito in ločitev izdelka
Končno se predhodno zaščiteni hidroksilni skupini odstrani zaščita pod posebnimi pogoji, da se pridobi ciljni produkt, timokinon. Ta korak je mogoče odstraniti z metodami, kot so hidroliza, redukcija ali kislinsko/bazična kataliza, specifično metodo pa je treba izbrati na podlagi dejanske zaščitne skupine. Po odstranitvi zaščite lahko timokinon ločimo in prečistimo, da dobimo izdelke visoke čistosti.
Glavna pot za sintezo astaksantina na Kitajskem je - Z uporabo vijoličnega ketona kot surovine se astaksantin končno sintetizira skozi vrsto kemičnih reakcij. Ta metoda ima prednosti enostavne dostopnosti surovin, blagih reakcijskih pogojev in visoke čistosti produkta.
Koraki sinteze:
1. Obdelava z m-kloroperoksibenzojsko kislino
Najprej integrirajte - Vijolični keton reagira z m-kloroperoksibenzojsko kislino in se oksidira v - Na stransko verigo vijoličnega ketona se uvede hidroksilna skupina, da nastane intermediat. Namen tega koraka je zagotoviti potrebne funkcionalne skupine za nadaljnje kemične reakcije. Kemijska enačba je naslednja:
(CH3) 2C=CHCH2CH2CHO+(COCl) 2 (CCl4) → (CH3) 2C=CHCH2CH2COOH+(COCl) 2 (COOH)
2. Vmesna pretvorba
Ustvarjeni intermediat je podvržen vrsti transformacijskih procesov, kot so esterifikacija, hidroliza itd., s ciljem transformacije intermediata v obliko, v kateri je lažje izvesti nadaljnje reakcije. Posebne korake in kemijske enačbe teh transformacijskih procesov je treba zapisati glede na dejansko stanje.
3. Kislinska preureditev
Pod delovanjem bromovodikove kisline je intermediat podvržen reakciji preureditve zakisljevanja. Namen tega koraka je nadaljnja prilagoditev molekularne strukture z reakcijami prerazporeditve v pripravi na naslednje reakcije. Specifične kemijske enačbe je treba napisati glede na dejansko stanje.
4. Medsebojno delovanje s trifenilfosfinom
Intermediat reagira s trifenilfosfinom, da nastane pentadekan trifenil kvarterna fosfonijeva sol. Namen tega koraka je uvedba specifičnih funkcionalnih skupin z reakcijo s trifenilfosfinom v pripravi na nadaljnje reakcije. Specifične kemijske enačbe je treba napisati glede na dejansko stanje.
5. Dvosmerna Wittigova reakcija
Končno je bila kvaterna fosfonijeva sol pretvorjena v astaksantin z dvosmerno Wittigovo reakcijo. Ključno pri tem koraku je zagotovitev gladkega poteka Wittigove reakcije in doseganje visokega izkoristka. Specifične kemijske enačbe je treba napisati glede na dejansko stanje.