還原金橙G合成
(A)溴化反應:向干燥的反應瓶中,加入原料2-甲基蒽醌11g(0.05mol),弱堿乙酸鈉0.5g,非質子溶劑氯仿120g,加熱到70℃并攪拌30min,然后緩慢滴加4g溴素,冷凝回流反應5h后結束。其中,弱堿也可以采用乙二胺、三乙胺、N,N-二甲基苯胺、N,N-二乙基、苯胺、氯酸鈉、碳酸氫鈉、碳酸鈉、次氯酸鈉、吡啶或1,2-二甲基丙胺;非質子溶劑也可以采用二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳、氯苯、二氯苯或N-甲基吡咯烷酮。
反應結束后進行除溴工藝:將所得反應液用飽和亞硫酸鈉洗三次,每次50ml,以充分還原沒有反應完的溴單質。然后,將所得液蒸干有機相,水洗,烘干,得到1-溴-2-甲基蒽醌粗品14g(0.046mol)。本反應理論100%收率時,可得到15.05g的1-溴-2-甲基蒽醌,可知本例的實際收率為93%。經液相色譜分析,反應產物中1-溴-2-甲基蒽醌的質量百分含量為96.5%。
(B)偶聯反應:向燒瓶投入上步所得的1-溴-2-甲基蒽醌14g,然后加入非質子溶劑鄰二氯苯1.3g和N-甲基吡咯烷酮1.5g,再加入催化劑納米銅0.72g和鎳0.08g,緩慢升溫至180℃,冷凝回流反應6小時結束。為保證醇鉀溶液組分的溫度,也可在加入反應物和催化劑的間隙逐步升溫,即1-溴-2-甲基蒽醌在100-106oC保溫1小時后,加入鄰二氯苯和N-甲基吡咯烷酮,然后升溫至135℃后,再加入納米銅粉。
反應結束后,為了加料方便避免意外、工藝安全,先降至室溫,然后抽濾回收溶劑,60-70℃熱水洗凈溶劑,得到2,2,-二甲基-1,1,-聯二蒽醌即雙醌C濾餅,含溴廢液進入溴回收循環系統回收溴素,并用于步驟(A)的溴化反應。
接著,為降低重金屬含量進行除銅工藝,向燒瓶中投入所得的雙醌C濾餅,加入50g自來水并升溫至60-70oC,加入0.6g氯酸鈉、4g的35%鹽酸,再緩慢升溫至85-90oC,反應2h。反應結束后,趁熱抽濾、水洗、烘干后得除銅雙醌C粗品9.28g(0.021mol),實際收率為90.59%(理100%收率下得到10.25g)。經液相色譜分析,反應產物中除銅雙醌C的有效含量92.44%。
(C)閉環氧化反應:先向燒瓶中投入醇溶劑三甘醇18g、強堿氫氧化鉀16g,為避免反應溫度過高,先升溫至135-140℃保溫1小時,再降溫至120℃,加入上步所得除銅雙醌C9.28g,140℃反應4h;然后因為物料粘稠導致不能放料,故而先向燒瓶中加入40ml水稀釋,再通空氣氧化反應3h,反應溫度為60℃。其中,強堿也可以采用氫氧化鉀、氫氧化鈉和氫氧化鉀的復配;醇溶劑也可以采用其他沸點125℃以上單醇、多醇或者聚合醇。
反應結束后,反應液經抽濾、水洗、烘干后得固體8.12g(0.020mol),收率95.15%,即還原橙9。并且,抽濾的母液經過濾、蒸發濃縮回收套用溶劑,再用于本步驟中醇溶劑的投料。