9,10-Dibromanthracenist ein wichtiges Zwischenprodukt in der organischen Synthese, das häufig bei der Herstellung von Fluoreszenzfarbstoffen und heterozyklischen Verbindungen verwendet wird. In diesem Artikel werden verschiedene Synthesewege von 9,10-Dibromanthracen vorgestellt, darunter die petrochemische Synthese, die direkte Bromierungssynthese aromatischer Verbindungen, die kupferkatalysierte Synthese und die metallkatalysierte Synthese.
1. Petrochemische Synthesemethode:
In der petrochemischen Industrie wird 9,10-Dibromanthracen aus Rohstoffen wie Cyclohexan, Chlorgas und Eisenpulver hergestellt. Konkrete Schritte sind wie folgt:
1. Chlorierungsreaktion von Cyclohexan und Chlorgas mit Eisenpulver als Katalysator.
2. Das erzeugte 1-Chlorcyclohexan reagiert mit Tetrabutyllithium in Gegenwart von Iodid, um 1-Butylcyclohexan zu erzeugen.
3. Das Produkt wird erneut mit Chlorgas in Gegenwart von Eisenpulver chloriert, um das Produkt 2,3-Dichlor-1-butylcyclohexan zu erzeugen.
4. Reagieren Sie das Produkt mit Tetrabutyllithium in Gegenwart von Ethylwolframat, um 2-Butylcyclopentan zu erzeugen.
5. Die Chlorierungsreaktion von 2-Butylcyclopentan in Gegenwart von Chlorgas erzeugt das Produkt 2-Chlor-9,10-Dibutylanthracen.
6. Zum Schluss mit Kupferjodid in Chloroform erhitzen, um 9,10-Dibromanthracen zu erhalten.
Mit dieser Methode erhält man ein Produkt mit hoher Reinheit und großer Ausbeute, allerdings sind die Kosten für den Einsatz von Rohstoffen relativ hoch.
Zweitens die direkte Bromierungssynthesemethode aromatischer Verbindungen:
Bei der Synthesemethode der direkten Bromierung wird 9,10-Dibromanthracen aus aromatischen Verbindungen durch direkte Bromierungsreaktion hergestellt. Konkrete Schritte sind wie folgt:
1. Anthracen in einem Lösungsmittel auflösen.
2. N-Bromsuccinimid (NBS) zur Lösung hinzufügen.
3. Nach Lichtbestrahlung wird 9-Bromanthracen durch Bromierungsreaktion hergestellt.
4. Reagieren Sie das Produkt mit Ethylacetat und Salzsäure, um Essigsäure-9-bromanthracen zu erzeugen.
5. Reagieren Sie 9-Bromanthracenacetat mit Pentanatriumiodid in einem Überschuss an Acetonitrillösung, um das Zielprodukt 9,10-Dibromanthracen, zu erzeugen.
Dieses Verfahren ist einfach und leicht durchzuführen und eignet sich für den Labormaßstab mit geringer Leistung, die Reinheit des erhaltenen Produkts ist jedoch gering.
Drei, kupferkatalytische Synthesemethode:
Diese Methode ist eine effiziente grüne Synthesemethode. Nach Jahren der Forschung hat sich die Basisreaktion nach und nach zu einer praktikablen Vorbereitungsmethode entwickelt. Es kombiniert eine elektrophile Reaktion und eine Reduktionsreaktion durch die Wirkung eines Katalysators, um eine effiziente und kostengünstige Reduktionsreaktion zu erreichen.
. Die kupferkatalysierte Synthese von 9,10-Dibromanthracen erfordert 9,10-Dibromanthracen, CuI, Cuprocyanin und N,N-Dimethylformamid (DMF). Konkrete Schritte sind wie folgt:
Schritt 1: Bereiten Sie den Vorläufer von 9, 10-Dibromanthracen, vor:
Bereiten Sie eine 1,7 mol/L Methanollösung von 3-Brombenzaldehyd vor und bestrahlen Sie diese 2 Stunden lang unter weißem Licht, um 9,10-Dibromanthracen-Vorläufer 1 zu erhalten. Vorläufer 1 wurde in Kaliumhydroxid gelöst und in 9,{ umgewandelt {9}}Dibromanthracen mit Schwefelsäure.
Schritt 2: Kupferkatalysierte Reaktion:
Fügen Sie DMF zu 100 ml trockenem Ethylenoxid hinzu und halten Sie es bei einer konstanten Temperatur von etwa 120 Grad. Vorbehandeltes 9,10-Dibromanthracen und CuI in Ethylenoxid/DMF geben. Anschließend wurde dreimal Kupfercyan zugegeben und nach jeder Zugabe wurde 20 Minuten lang gerührt und reagiert, und die Gesamtreaktionszeit betrug 1 Stunde.
Schritt 3: Trennung und Weiterverarbeitung:
Nachdem die Reaktion abgeschlossen war, wurde die Reaktionslösung in einen Scheidetrichter überführt und dann zweimal mit einer Mischung aus Ethanol und Wasser extrahiert. Wiederholen Sie diesen Vorgang, um die organische Substanz abzutrennen, extrahieren Sie das Produkt erneut in einem trockenen organischen Lösungsmittel und erhalten Sie schließlich das pulverförmige 9,10-Dibromanthracen-Produkt.
Die oben genannten Schritte sind die Schritte zur Herstellung von 9,10-Dibromanthracen durch die kupferkatalysierte Synthesemethode, die für die Synthese im kleinen Maßstab im Labor geeignet ist. Zu den Vorteilen dieser Methode gehören niedrige Reaktionstemperaturen, leicht verfügbare Katalysatoren und eine einfache Trennung der Produkte. Es ist jedoch zu beachten, dass DMF ein giftiges Lösungsmittel ist und die Betriebsbedingungen streng kontrolliert werden müssen, um die Sicherheit des Experiments zu gewährleisten.
4. Metallkatalysierte Synthesemethode:
Bei metallkatalysierten Reaktionen ist die palladiumkatalysierte Synthese eine häufig verwendete Methode. Konkrete Schritte sind wie folgt:
1 Vorbehandlungsreaktor und Lösungsmittel:
Reinigen Sie den Autoklaven, den Magnetrührer, die Sichtöffnungen, die Rohrleitungen und die Destillationsapparatur. Geben Sie ein 4Å-Molekularsieb-Adsorptionsmittel in den Exsikkator und lassen Sie es mit Druckluft durchströmen, um es zu trocknen. Bereiten Sie Tetrachlorkohlenstoff (CCl4) und Methanol vor, fügen Sie jeweils Molekularsieb-Adsorptionsmittel hinzu und rühren Sie gleichmäßig um. Lassen Sie es über Nacht stehen, um Wasser zu entfernen. Filtern Sie das getrocknete CCl4 und Methanol mit einem Filter, um die Molekularsiebe zu entfernen, und lagern Sie es bis zur Verwendung in einem Exsikkator.
2 Bereiten Sie die Reaktanten vor:
9,10-Anthracendicarbaldehyd (10 g, 0,04 Mol) und Natriumoxid (7,1 g, 0,18 Mol) wurden in 100 ml Methanol gegeben und die Reaktion wurde bei 100 °C gerührt 75 Grad für 16 Stunden. Nachdem die Reaktion beendet war, wurde der Reaktant filtriert, mit Wasser gespült und auf dem Saugfilter mit Acetonitril gewaschen und in einem Vakuumexsikkator getrocknet.
3 Synthese von 9,10-Dibromanthracen:
Lösen Sie das vorbereitete 9,10-Anthracendicarbaldehyd in 400 ml CCl4, geben Sie 15,{10}} g (0,06 Mol) Zinnbromid und 7,8 g (0,04 Mol) hinzu. Kupferbromid zugegeben und die Reaktion 24 Stunden lang bei Raumtemperatur unter einer Stickstoffatmosphäre vollständig gerührt. Nach der Reaktion wurden Acetonitril und Methanol verwendet, um die synthetisierten Produkte zu eluieren. Nachdem Sie die Materialflüssigkeit filtriert und mit einem Destillationsgerät zur Konzentration destilliert haben, geben Sie Schwefelsäuredihydrat auf einen pH-Wert von =1 hinzu, um die Kristallisation zu starten. Während des Kristallisationsprozesses wird eine große Menge Halogenwasserstoffsäure freigesetzt, daher sollte die Halogenwasserstoffsäure rechtzeitig entladen werden. Nachdem die Kristalle mit Eiswasser gewaschen wurden, wurde das Wasser durch ein Vakuumpumpenadsorptionsmittel absorbiert und dann getrocknet, um weiße Kristalle von 9,10-Dibromanthracen (14,2 g, Ausbeute 79 %) zu erhalten.
4. Fazit:
Es ist ersichtlich, dass die metallkatalysierte Synthese von 9,10-Dibromanthracen zwar umständliche Schritte aufweist, es sich jedoch um eine effiziente und zuverlässige Methode zur Synthese von 9,10-Dibromanthracen handelt, die für mittlere bis geeignet ist Massenproduktion. Darüber hinaus erfordert die Synthesemethode nicht zu viele Reaktanten, ist umweltfreundlicher und bietet ein breites Anwendungsspektrum.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass verschiedene Synthesewege von 9,10-Dibromanthracen ihre eigenen Eigenschaften und Vorteile haben und die geeignete Synthesemethode entsprechend der tatsächlichen Situation im spezifischen experimentellen Prozess ausgewählt werden sollte.