Timokinonsiyah çim tohumlarından elde edilen, kimyasal formülü C10H12O2 olan bir bileşiktir. Oda sıcaklığında, kendine özgü tahriş edici bir kokuya sahip, açık sarı yağlı bir sıvıdır. Suda çözünmesi zordur, etanol ve eter gibi organik çözücülerde kolaylıkla çözünür. Kendine has rahatsız edici bir kokusu vardır. Suda çözünmesi zordur ancak etanol, eter ve kloroform gibi organik çözücülerde çözünebilir. Gram pozitif ve Gram negatif bakteriler de dahil olmak üzere çeşitli bakteriler üzerinde inhibitör etkileri vardır. Bu bileşik, bakteriyel metabolik süreçlere müdahale ederek veya bakteri hücre duvarlarına zarar vererek antibakteriyel etkiler gösterir. Ayrıca gargara, diş macunu vb. gibi ağız bakım ürünlerinde kullanım için de araştırılmıştır. Ağız boşluğunda bakterilerin büyümesini engelleyebilir ve ağız ülseri ve diş eti iltihabı gibi ağız hastalıklarının oluşumunu azaltabilir.
(Ürün bağlantısı: https://www.bloomtechz.com/synthetic-chemical/additive/thymoquinone-powder-cas-490-91-5.html)
Bu yöntem, 6-okso izoforondan başlayarak çok adımlı reaksiyonlar yoluyla Timokinon'un sentezlenmesi sürecini içerir. Bu yöntemin basit kullanımı, hammaddelerin kolay bulunabilirliği ve yüksek ürün saflığı gibi avantajları vardır.
Sentez adımları:
1. Aldol yoğunlaşması sırasında dehidrasyon
Hammadde olarak aseton ve formaldehit kullanıldığında, zayıf alkali koşullar altında (NH4OH, NaOH, vb. gibi) bir aldol yoğunlaşma reaksiyonu meydana gelir ve Doymamış butenon oluşur. Bu adımın ana kimyasal denklemi aşağıdaki gibidir:
R-CHO+CH3-CO-R '→ R-CH=CH-R'+H2O
2. 1,2-Nükleofilik katılma reaksiyonu
Önceki adımdan elde edilen sonuçları uygulayın - Doymamış büten keton, heksakarbin tersiyer alkol üretmek için asidik koşullar altında (HCl, H2SO4, vb. gibi) asetilen ile 1,2-nükleofilik ekleme reaksiyonuna girer. İlgili kimyasal denklem aşağıdaki gibidir:
R-CH=CH-R '+HC ≡ CH → R-CH (OH) - CH2-C ≡ CH
3. Reaksiyonun yeniden düzenlenmesi
Sülfürik asidin etkisi altında heksaasetilen tersiyer alkol, hedef bileşiği oluşturmak için yeniden düzenleme reaksiyonuna girer. Bu adımın kimyasal denklemi aşağıdaki gibidir:
R-CH (OH) - CH2-C ≡ CH+H2SO4 → RC (OH)=C (OH) - C ≡ CH
4. Hidroksil gruplarının korunması
Hidroksil gruplarının sonraki aşamalarda reaksiyona girmemesini sağlamak için hidroksil gruplarını korumak amacıyla esterifikasyon veya eterifikasyon kullanıyoruz. Yaygın koruyucu maddeler arasında formik asit, metanol, etil asetat vb. yer alır. İlgili kimyasal denklem aşağıdaki gibidir:
RC (OH)=C (OH) - C ≡ CH+R'OH → RC (OR ')=C (OR') - C ≡ CH+H2O
5. 6-okso izoforon ile reaksiyon
Önceki adımda elde edilen ürünü, timokinonun ara maddesini oluşturmak için zayıf asit veya zayıf baz koşulları altında 6-okso izoforon ile reaksiyona sokun. İlgili kimyasal denklem aşağıdaki gibidir:
RC (OR ')=C (OR') - C ≡ CH+6-OC (R ")=O → RC (OR ')=C (OR' ) - C (R")=O+R'COOH/R "COOH
6. İkili Wittig reaksiyonu
Güçlü bazların (NaOH, KOH, vb.) etkisi altında, sonuçta timokinonun sentezlenmesi için ara ürün üzerinde iki taraflı bir Wittig reaksiyonu gerçekleştirilir. Bu adımın kimyasal denklemi aşağıdaki gibidir:
RC (OR')=C (OR') - C (R")=O+Ph3P=CHCOOEt → Ph3P=CR'- CH (OR') =CR'COOH+Ph3P=O+EtOH
7. Tedavi sonrası ve saflaştırma
Ekstraksiyon, damıtma ve yeniden kristalleştirme yoluyla ürün, yüksek saflıkta Timokinon elde etmek için saflaştırılır. Belirli işlem sonrası yöntemler gerçek ihtiyaçlara göre seçilebilir.
BASF, Thimoquinone'u hazırlamak için hidroksil gruplarının korunmasını, 6-okso izoforon ile dönüşümü ve dönüşüm süreci sırasında yeniden düzenlemeyi içeren benzersiz bir sentez yöntemini benimsedi.
Sentez adımları:
1. Hidroksil koruması
İlk olarak, ara heksaasetilen tert alkolün hidroksil grubunu koruyun; yaygın olarak kullanılan koruyucular arasında esterifikasyon veya eterifikasyon reaktifleri bulunur. Örneğin koruma için formik asit, metanol veya etil asetat kullanılabilir. İlgili kimyasal denklem aşağıdaki gibidir:
R-CH (OH) - CH2-C ≡ CH+R'OH → R-CH (OR ') - CH2-C ≡ CH+H2O
2. 6-okso izoforon ile reaksiyona girin
Korunan hidroksil grubunu belirli koşullar altında 6-okso izoforon ile reaksiyona sokun. Bu adımın amacı, hidroksil grubunun koruyucu durumunu korurken 6-okso izoforonu hekzaasetilen tert alkole bağlamaktır. İlgili kimyasal denklem aşağıdaki gibidir:
R-CH (OR ') - CH2-C ≡ CH+6-OC (R ")=O → R-CH (OR')=C (OR" ) - C (R ")=O+R'COOH/R" COOH
3. Dönüştürme işlemi sırasında yeniden sıralama
Reaksiyon süreci sırasında ara ürünler, esas olarak molekül içi reaksiyonlar veya diğer fonksiyonel gruplarla etkileşimler yoluyla elde edilen yeniden düzenleme reaksiyonlarına maruz kalabilir. Spesifik yeniden düzenleme yöntemi, reaksiyon koşullarına ve ara ürünün yapısına bağlıdır. Yeniden düzenlenen kimyasal denklemler daha karmaşık olabilir ve gerçek durumlara göre yazılması gerekebilir.
4. Korumayı ve ürün ayrımını kaldırın
Son olarak, önceden korunan hidroksil grubunun koruması kaldırılarak hedef ürün olan Timokinon elde edilir. Bu adımın koruması, hidroliz, indirgeme veya asit/baz katalizi gibi yöntemlerle kaldırılabilir ve spesifik yöntemin, gerçek koruyucu gruba göre seçilmesi gerekir. Korumanın kaldırılmasından sonra, yüksek saflıkta ürünler elde etmek için Thimoquinone ayrılabilir ve saflaştırılabilir.
Çin'de astaksantin sentezlemenin ana yolu şudur: Hammadde olarak menekşe ketonu kullanarak, astaksantin sonunda bir dizi kimyasal reaksiyon yoluyla sentezlenir. Bu yöntemin, ham maddelerin kolay elde edilebilmesi, yumuşak reaksiyon koşulları ve yüksek ürün saflığı gibi avantajları vardır.
Sentez adımları:
1. m-kloroperoksibenzoik asit ile muamele
İlk olarak, entegre - Menekşe keton, m-kloroperoksibenzoik asit ile reaksiyona girer ve oksidasyona uğrar: - Bir ara madde oluşturmak üzere menekşe ketonun yan zincirine bir hidroksil grubu eklenir. Bu adımın amacı daha sonraki kimyasal reaksiyonlar için gerekli fonksiyonel grupları sağlamaktır. Kimyasal denklem aşağıdaki gibidir:
(CH3) 2C=CHCH2CH2CHO+(COCl) 2 (CCl4) → (CH3) 2C=CHCH2CH2COOH+(COCl) 2 (COOH)
2. Ara dönüşüm
Üretilen ara ürün, ara ürünü daha sonraki reaksiyonları gerçekleştirmesi daha kolay bir forma dönüştürmek amacıyla esterifikasyon, hidroliz vb. gibi bir dizi dönüşüm işleminden geçer. Bu dönüşüm süreçlerinin spesifik adımları ve kimyasal denklemlerinin fiili duruma göre yazılması gerekmektedir.
3. Asitin yeniden düzenlenmesi
Hidrobromik asidin etkisi altında ara ürün, asitleşme yeniden düzenleme reaksiyonuna girer. Bu adımın amacı, sonraki reaksiyonlara hazırlık amacıyla yeniden düzenleme reaksiyonları yoluyla moleküler yapıyı daha da ayarlamaktır. Spesifik kimyasal denklemlerin fiili duruma göre yazılması gerekir.
4. Trifenilfosfin ile etkileşim
Ara madde trifenilfosfin ile reaksiyona girerek pentadekan trifenil kuaterner fosfonyum tuzu üretir. Bu adımın amacı, sonraki reaksiyonlara hazırlık amacıyla trifenilfosfin ile reaksiyon yoluyla spesifik fonksiyonel grupların eklenmesidir. Spesifik kimyasal denklemlerin fiili duruma göre yazılması gerekir.
5. Çift yönlü Wittig reaksiyonu
Son olarak dörtlü fosfonyum tuzu, çift yönlü bir Wittig reaksiyonu yoluyla astaksantine dönüştürüldü. Bu adımın anahtarı Wittig reaksiyonunun düzgün ilerlemesini sağlamak ve yüksek verim elde etmektir. Spesifik kimyasal denklemlerin fiili duruma göre yazılması gerekir.