Thymoquinoneer efnasamband unnið úr svörtu grasfræi, með efnaformúlu C10H12O2. Við stofuhita er það ljósgulur olíukenndur vökvi með einstaka ertandi lykt. Erfitt að leysa upp í vatni, auðveldlega leysanlegt í lífrænum leysum eins og etanóli og eter. Hefur einstaka ertandi lykt. Erfitt að leysa upp í vatni, en getur leyst upp í lífrænum leysum eins og etanóli, eter og klóróformi. Það hefur hamlandi áhrif á ýmsar bakteríur, þar á meðal Gram jákvæðar og Gram neikvæðar bakteríur. Þetta efnasamband hefur bakteríudrepandi áhrif með því að trufla efnaskiptaferli baktería eða skemma frumuveggi baktería. Það hefur einnig verið rannsakað til notkunar í munnhirðuvörur eins og munnskol, tannkrem o.s.frv. Það getur hindrað vöxt baktería í munnholi og dregið úr tíðni munnsjúkdóma eins og munnsár og tannholdsbólgu.
(Vöruhlekkur: https://www.bloomtechz.com/synthetic-chemical/additive/thymoquinone-powder-cas-490-91-5.html)
Þessi aðferð felur í sér ferli til að búa til Thimoquinone með fjölþrepa viðbrögðum frá 6-oxo ísófóróni. Þessi aðferð hefur kosti einfaldrar notkunar, auðvelt aðgengi að hráefnum og háum hreinleika vöru.
Skref til myndunar:
1. Vökvaskortur við aldolþéttingu
Með því að nota asetón og formaldehýð sem hráefni, á sér stað aldol þéttingarviðbrögð við veik basísk skilyrði (svo sem NH4OH, NaOH, osfrv.), sem myndar - Ómettað bútenón. Helsta efnajafnan fyrir þetta skref er sem hér segir:
R-CHO+CH3-CO-R '→ R-CH=CH-R'+H2O
2. 1,2-Kjarnasækin viðbótarviðbrögð
Notaðu niðurstöðurnar sem fengust úr fyrra skrefi - Ómettað bútenketón gengur í gegnum 1,2-kjarnasækin viðbótarhvarf við asetýlen við súr skilyrði (eins og HCl, H2SO4, osfrv.) til að framleiða hexacarbyne tertíer alkóhól. Samsvarandi efnajafna er sem hér segir:
R-CH=CH-R '+HC ≡ CH → R-CH (OH) - CH2-C ≡ CH
3. Endurröðun viðbragða
Undir verkun brennisteinssýru fer hexaasetýlen tertíer alkóhól undir endurröðunarviðbrögð til að mynda markefnasambandið. Efnajafnan fyrir þetta skref er sem hér segir:
R-CH (OH) - CH2-C ≡ CH+H2SO4 → RC (OH)=C (OH) - C ≡ CH
4. Verndun hýdroxýlhópa
Til að tryggja að hýdroxýlhóparnir séu ekki hvarfaðir af í síðari skrefum notum við esterun eða eteringu til að vernda hýdroxýlhópana. Algeng verndarefni eru maurasýra, metanól, etýlasetat osfrv. Samsvarandi efnajafna er sem hér segir:
RC (OH)=C (OH) - C ≡ CH+R'OH → RC (OR ')=C (OR') - C ≡ CH+H2O
5. Viðbrögð við 6-oxó ísófóróni
Blandaðu vörunni sem fékkst í fyrra skrefi við 6-oxóísófórón við veikburða sýru eða veikburða basa til að mynda milliefni Thimoquinone. Samsvarandi efnajafna er sem hér segir:
RC (OR ')=C (OR') - C ≡ CH+6-OC (R ")=O → RC (OR ')=C (OR' ) - C (R")=O+R'COOH/R "COOH
6. Tvíhliða Wittig viðbrögð
Undir verkun sterkra basa (eins og NaOH, KOH, osfrv.), er tvíhliða Wittig hvarf framkvæmt á milliefninu til að að lokum myndar týmókínón. Efnajafnan fyrir þetta skref er sem hér segir:
RC (OR')=C (OR') - C (R")=O+Ph3P=CHCOOEt → Ph3P=CR'- CH (OR') =CR'COOH+Ph3P=O+EtOH
7. Eftirmeðferð og hreinsun
Með útdrætti, eimingu og endurkristöllun er afurðin hreinsuð til að fá háhreint Thymoquinone. Hægt er að velja sérstakar eftirvinnsluaðferðir í samræmi við raunverulegar þarfir.
BASF hefur tekið upp einstaka nýmyndunaraðferð til að útbúa Thimoquinone, sem felur í sér að vernda hýdroxýlhópa, umbreytingu með 6-oxóísófóróni og endurröðun meðan á umbreytingarferlinu stendur.
Skref til myndunar:
1. Hýdroxýlvörn
Í fyrsta lagi skaltu vernda hýdroxýlhópinn á milliefninu hexaasetýlen tert alkóhóli, algengt verndarefni eru esterunar- eða eterunarhvarfefni. Til dæmis er hægt að nota maurasýru, metanól eða etýlasetat til verndar. Samsvarandi efnajafna er sem hér segir:
R-CH (OH) - CH2-C ≡ CH+R'OH → R-CH (OR ') - CH2-C ≡ CH+H2O
2. Bregðast við með 6-oxó ísófóróni
Hvarfðu verndaða hýdroxýlhópinn við 6-oxóísófórón við sérstakar aðstæður. Tilgangur þessa skrefs er að tengja 6-oxóísófórón við hexaacetylen tert alkóhól á meðan viðhalda verndarástandi hýdroxýlhópsins. Samsvarandi efnajafna er sem hér segir:
R-CH (OR ') - CH2-C ≡ CH+6-OC (R ")=O → R-CH (OR')=C (OR" ) - C (R ")=O+R'COOH/R" COOH
3. Endurröðun meðan á umbreytingarferlinu stendur
Meðan á efnahvarfinu stendur geta milliefni gengist undir endurröðunarviðbrögð, sem næst aðallega með efnahvörfum innan sameinda eða víxlverkun við aðra virka hópa. Sértæk endurröðunaraðferð fer eftir hvarfskilyrðum og uppbyggingu milliefnisins. Endurraðaðar efnajöfnur gætu verið flóknari og þarf að skrifa þær í samræmi við raunverulegar aðstæður.
4. Fjarlægðu vörn og vöru aðskilnað
Að lokum er áður varinn hýdroxýlhópur afverndaður við sérstakar aðstæður til að fá markvöruna, Thimoquinone. Hægt er að afvernda þetta skref með aðferðum eins og vatnsrof, minnkun eða sýru/basa hvata, og velja þarf sérstaka aðferð út frá raunverulegum verndarhópnum. Eftir afverndun er hægt að aðskilja og hreinsa Thimoquinone til að fá háhreinar vörur.
Aðalleiðin til að búa til astaxantín í Kína er að - Með því að nota fjólublátt ketón sem hráefni er astaxantín að lokum myndað í gegnum röð efnahvarfa. Þessi aðferð hefur þá kosti að auðvelt sé að fá hráefni, væg viðbragðsskilyrði og hár hreinleiki vörunnar.
Skref til myndunar:
1. Meðferð með m-klórperoxýbensósýru
Í fyrsta lagi að samþætta - Fjólublátt ketón hvarfast við m-klórperoxýbensósýru og gangast undir oxun í - Hýdroxýlhópur er settur á hliðarkeðju fjólublás ketóns til að mynda milliefni. Tilgangur þessa skrefs er að útvega nauðsynlega starfræna hópa fyrir síðari efnahvörf. Efnajafnan er sem hér segir:
(CH3) 2C=CHCH2CH2CHO+(COCl) 2 (CCl4) → (CH3) 2C=CHCH2CH2COOH+(COCl) 2 (COOH)
2. Millibreyting
Milliefnið sem myndast fer í gegnum röð umbreytingarferla, svo sem esterunar, vatnsrofs osfrv., með það að markmiði að umbreyta milliefninu í form sem auðveldara er að framkvæma síðari viðbrögð. Skrifa þarf sérstök skref og efnajöfnur þessara umbreytingarferla í samræmi við raunverulegar aðstæður.
3. Sýruuppröðun
Undir verkun vetnisbrómsýru fer milliefnið í gegnum súrnunarendurröðunarviðbrögð. Tilgangur þessa skrefs er að stilla sameindabygginguna frekar með endurröðunarhvörfum, til undirbúnings fyrir síðari viðbrögð. Skrifa þarf sérstakar efnajöfnur í samræmi við raunverulegar aðstæður.
4. Milliverkanir við trifenýlfosfín
Milliefnið hvarfast við þrífenýlfosfín til að framleiða pentadekan þrífenýl fjórðungsfosfónsalt. Tilgangur þessa skrefs er að kynna sérstaka virka hópa í gegnum hvarfið við trifenýlfosfín, til undirbúnings fyrir síðari viðbrögð. Skrifa þarf sérstakar efnajöfnur í samræmi við raunverulegar aðstæður.
5. Tvíátta Wittig viðbrögð
Að lokum var fjórða fosfóníumsaltinu breytt í astaxantín með tvíátta Wittig hvarfi. Lykillinn að þessu skrefi er að tryggja hnökralausa framvindu Wittig hvarfsins og ná háum ávöxtun. Skrifa þarf sérstakar efnajöfnur í samræmi við raunverulegar aðstæður.