9,10-Dibromoantrasenaadalah zat antara penting dalam sintesis organik, yang banyak digunakan dalam pembuatan pewarna fluoresen dan senyawa heterosiklik. Artikel ini akan memperkenalkan berbagai rute sintetik 9,10-dibromoantracena, termasuk sintesis petrokimia, sintesis brominasi langsung senyawa aromatik, sintesis dengan katalis tembaga, dan sintesis dengan katalis logam.
1. Metode sintesis petrokimia:
Dalam industri petrokimia, 9,10-dibromoantracena dibuat dari bahan mentah seperti sikloheksana, gas klor, dan serbuk besi. Langkah-langkah spesifiknya adalah sebagai berikut:
1. Reaksi klorinasi sikloheksana dan gas klor dengan serbuk besi sebagai katalis.
2. 1-klorosikloheksana yang dihasilkan bereaksi dengan tetrabutillitium dengan adanya iodida menghasilkan 1-butilsikloheksana.
3. Produk diklorinasi lagi dengan gas klor dengan adanya serbuk besi untuk menghasilkan produk 2,3-dikloro-1-butilsikloheksana.
4. Reaksikan produk dengan tetrabutillitium dengan adanya etil tungstat untuk menghasilkan 2-butilsiklopentana.
5. Reaksi klorinasi 2-butilsiklopentana dengan adanya gas klor menghasilkan produk 2-kloro-9,10-dibutilantrasena.
6. Terakhir, panaskan dengan kupro iodida dalam kloroform sehingga diperoleh 9,10-dibromoantrasena.
Dengan cara tersebut diperoleh produk dengan kemurnian tinggi dan keluaran besar, namun biaya penggunaan bahan bakunya relatif tinggi.
Kedua, metode sintesis brominasi langsung senyawa aromatik:
Dalam metode sintesis brominasi langsung, 9,10-dibromoantracena dibuat dari senyawa aromatik melalui reaksi brominasi langsung. Langkah-langkah spesifiknya adalah sebagai berikut:
1. Larutkan antrasena dalam pelarut.
2. Tambahkan N-bromosuccinimide (NBS) ke dalam larutan.
3. Setelah iradiasi cahaya, 9-bromoantrasena dibuat melalui reaksi brominasi.
4. Reaksikan produk dengan etil asetat dan asam klorida untuk menghasilkan asam asetat-9-bromoantrasena.
5. Reaksikan 9-bromoantrasena asetat dengan pentasodium iodida dalam larutan asetonitril berlebih untuk menghasilkan produk target 9,10-dibromoantrasena.
Cara ini sederhana dan mudah dioperasikan, serta cocok untuk skala laboratorium dengan keluaran kecil, namun kemurnian produk yang diperoleh rendah.
Tiga, metode sintesis katalitik tembaga:
Metode ini merupakan metode sintesis hijau yang efisien. Reaksi akar rumput secara bertahap menjadi metode persiapan yang layak setelah penelitian bertahun-tahun. Ini menggabungkan reaksi elektrofilik dan reaksi reduksi melalui aksi katalis untuk mencapai reaksi reduksi yang efisien dan berbiaya rendah.
. Sintesis 9,10-dibromoanthracene yang dikatalisis tembaga membutuhkan 9,10-dibromoantracena, CuI, cuprocyanine dan N,N-dimethylformamide (DMF). Langkah-langkah spesifiknya adalah sebagai berikut:
Langkah 1: Siapkan prekursor 9,10-dibromoantracena:
Siapkan 1,7 mol/L larutan metanol 3-bromobenzaldehida dan iradiasi di bawah cahaya putih selama 2 jam untuk memperoleh 9,10-prekursor dibromoantrasena 1. Prekursor 1 dilarutkan dalam kalium hidroksida dan diubah menjadi 9,{ {9}}dibromoantracena dengan asam sulfat.
Langkah 2: Reaksi Katalis Tembaga:
Tambahkan DMF ke 100 mL etilen oksida kering dan simpan pada suhu konstan sekitar 120 derajat. Tambahkan 9,10-dibromoanthracene dan CuI yang telah diolah sebelumnya ke dalam etilen oksida/DMF. Selanjutnya, sianogen tembaga ditambahkan tiga kali, dan pengadukan serta reaksi dilakukan selama 20 menit setelah setiap penambahan, dan total waktu reaksi adalah 1 jam.
Langkah 3: Pemisahan dan Pemrosesan Selanjutnya:
Setelah reaksi selesai, larutan reaksi dipindahkan ke corong pisah, kemudian diekstraksi dua kali dengan campuran etanol dan air. Ulangi proses ini untuk memisahkan bahan organik, dan ekstrak produk lagi dalam pelarut organik kering, dan akhirnya dapatkan produk bubuk 9,10-dibromoantracena.
Di atas adalah langkah-langkah pembuatan 9,10-dibromoantracena dengan metode sintesis katalis tembaga, yang cocok untuk sintesis skala kecil di laboratorium. Keuntungan metode ini antara lain suhu reaksi yang rendah, katalis yang tersedia, dan pemisahan produk yang mudah. Namun, perlu diperhatikan bahwa DMF adalah pelarut beracun, dan kondisi pengoperasian perlu dikontrol secara ketat untuk menjamin keamanan percobaan.
4. Metode sintesis dengan katalis logam:
Dalam reaksi yang dikatalisis logam, sintesis yang dikatalisis paladium adalah metode yang umum digunakan. Langkah-langkah spesifiknya adalah sebagai berikut:
1 Reaktor dan pelarut perlakuan awal:
Bersihkan autoklaf, pengaduk magnet, lubang penglihatan, pipa, dan peralatan distilasi. Tambahkan adsorben saringan molekuler 4Å ke desikator, dan udara bertekanan mengalir melaluinya untuk membuatnya kering. Siapkan karbon tetraklorida (CCl4) dan metanol, lalu tambahkan adsorben saringan molekuler ke dalamnya dan aduk rata, diamkan semalaman untuk menghilangkan air. Saring CCl4 dan metanol kering dengan filter untuk menghilangkan saringan molekuler dan simpan dalam desikator sampai digunakan.
2 Siapkan reaktan:
9,10-Anthracenedicarbaldehyde (10 g, 0.04 mol) dan natrium oksida (7,1 g, 0,18 mol) ditambahkan ke dalam 100 mL metanol, dan reaksi diaduk pada suhu 75 derajat selama 16 jam. Setelah reaksi selesai, reaktan disaring, dibilas dengan air, dan dicuci gelembung dengan asetonitril pada filter hisap, dan dikeringkan dalam desikator vakum.
3 Sintesis 9,10-Dibromoantracena:
Larutkan 9,10-Anthracenedicarbaldehyde yang telah disiapkan dalam 400 mL CCl4, tambahkan 15.0 g (0,06 mol) stannous bromide dan 7,8 g (0,04 mol) kupro bromida, dan aduk reaksi sepenuhnya pada suhu kamar di bawah atmosfer nitrogen 24 jam. Setelah reaksi, asetonitril dan metanol masing-masing digunakan untuk mengelusi produk yang disintesis. Setelah menyaring cairan bahan dan menyulingnya hingga pekat dengan alat distilasi, tambahkan asam sulfat dihidrat ke PH=1 untuk memulai kristalisasi. Asam hidrohalat dalam jumlah besar akan dilepaskan selama proses kristalisasi, sehingga asam hidrohalat harus habis tepat waktu. Setelah kristal dicuci dengan air es, airnya diserap oleh adsorben pompa vakum, lalu dikeringkan hingga diperoleh kristal putih 9,10-Dibromoanthracene (14,2 g, rendemen 79%).
4. Kesimpulan:
Terlihat bahwa meskipun sintesis 9,10-Dibromoantracena yang dikatalisis logam memiliki langkah-langkah yang rumit, ini merupakan metode yang efisien dan andal untuk sintesis 9,10-Dibromoantracena, yang cocok untuk medium hingga produksi skala besar. Selain itu, metode sintesisnya tidak membutuhkan terlalu banyak reaktan, juga lebih ramah lingkungan, dan memiliki cakupan aplikasi yang luas.
Singkatnya, berbagai rute sintetik 9,10-dibromoanthracene memiliki karakteristik dan keunggulannya masing-masing, dan metode sintetik yang sesuai harus dipilih sesuai dengan situasi aktual dalam proses eksperimen tertentu.