485-47-2 / 水合茚三酮的應(yīng)用及其合成方法

背景及概述^[1][2]

水合茚三酮其化學(xué)式為2,2-二羥基-1H-茚并-1,3(2H)-二酮該產(chǎn)品為白色或淡黃色結(jié)晶，加熱至100℃以上或放置過久變紅。該產(chǎn)品在溶液中遇α-氨基酸或任何含α-氨基物質(zhì)能形成深藍(lán)色乃至紅色物質(zhì)，故常用作朊類降解物和α-氨基化合物試劑，用于鑒別氨基酸、蛋白質(zhì)、多肽、維生素C等。易溶于水、乙醇，微溶于乙醚、氯仿。可由鄰苯二甲酸二乙酯與醋酸乙酯經(jīng) 環(huán)化、水解、脫羧制得茚二酮后，再以二氧化硒氧化、水合制得。根據(jù)歷年國外文獻(xiàn)報(bào)道，該產(chǎn)品可由苯二甲酸二乙酯與醋酸乙酯經(jīng)環(huán)化、水解、脫羧制得二氫化茚-1,3-二酮，然后在二氧六環(huán)存在下加入二氧化硒，氧化制得水合茚三酮，收率通常在40％以下，此工藝所需原料二氧化硒空氣中易潮解較毒，對(duì)人體有傷害。

應(yīng)用^[3-6]

水合茚三酮用作分析試劑，鑒別氨基酸、蛋白質(zhì)、多肽維生素C等，亦可用于有機(jī)合成。忌與皮膚接觸，以免皮膚發(fā)紅。其應(yīng)用舉例如下：

1. 用于測(cè)量一種受農(nóng)藥侵害煙葉的氨基酸總量，包括以下步驟：(1)配制試劑，包括：pH5.0的檸檬酸緩沖液、1％水合茚三酮溶液、0.1％抗壞血酸溶液、標(biāo)準(zhǔn)谷氨酸鈉溶液；(2)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線；(3)提取氨基酸；(4)氨基酸總量的測(cè)定；(5)在煙草5～6片真葉期移入二氯喹啉酸添加濃度為1.04×10^-3mg/kg、2.08×10^-3mg/kg、4.17×10^-3mg/kg、8.33×10^-3mg/kg、1.67×10^-2mg/kg藥土中，分別在7d、14d、21d、28d、35d采用步驟(1)～(4)測(cè)量煙葉的氨基酸總量，得到的氯喹啉酸侵害煙葉的氨基酸總量的測(cè)量更加準(zhǔn)確，可靠，為合理使用氯喹啉酸以及消除影響，提供科學(xué)的依據(jù)。

2. 用于燕窩中牛磺酸提取檢測(cè)。用超聲波提取法從燕窩中提取牛磺酸，經(jīng)離心除雜和濃縮制備樣品液，同牛磺酸標(biāo)準(zhǔn)品液采用外標(biāo)一點(diǎn)法，在涂有硅膠GF254高效薄層板上展開，展開劑為按比例配制的正丙醇、無水乙醇、水和冰乙酸的混合液。水合茚三酮的乙醇溶液為染色液，其中水合茚三酮濃度為1~2%。展完后的展板，用染色液噴霧染色。將板放進(jìn)烘箱里5分鐘，溫度為110℃。以485nm吸收波長(zhǎng)進(jìn)行薄層掃描，計(jì)算得到燕窩中牛磺酸含量。檢測(cè)燕窩中牛磺酸的含量，作為檢測(cè)真假燕窩的指標(biāo)之一，操作簡(jiǎn)單，快速，準(zhǔn)確，可靠。

3. 用于制備芴的衍生物。制備方法為：分別將前體化合物1,3-二(4-溴苯基)-2-丙酮或1,3-二(2-溴苯基)-2-丙酮和水合茚三酮反應(yīng)合成茚并環(huán)戊二烯酮衍生物，然后通過Diels-Alder環(huán)加成增大分子的共軛體系生成的1,4-二取代芴類衍生物。利用Suzuki反應(yīng)將9-氧代-1,4-二(4-溴苯基)芴，9-氧代-1,4-二(2-溴苯基)芴或2-苯基-4,10-二(4-溴苯基)-茚[1,2-f]并異吲哚-1,3,5-三酮和2-噻吩硼酸反應(yīng)生成的含噻吩封端的芴類衍生物。由于芴衍生物熱穩(wěn)定性好，為探索新型有機(jī)電致發(fā)光以及太陽能電池材料提供了新的可能。

4. 用于羥丙基甲基纖維素羥丙基取代度的測(cè)試。包括步驟1：向羥丙基甲基纖維素與堿形成的混合溶液中，滴加濃硫酸，混合均勻后加熱至90℃～95℃，加熱0.5分鐘～1.5分鐘；步驟2：將步驟1得到的反應(yīng)液冷卻，加入水合茚三酮與亞硫酸氫鈉形成的混合溶液，并搖勻，于10℃～15℃靜置；步驟3：將步驟2得到的反應(yīng)液，用濃硫酸稀釋至原溶液體積的0.2～0.5倍，定容，在588nm波長(zhǎng)處測(cè)定溶液的吸光度。測(cè)試方法操作簡(jiǎn)單、靈敏度高、準(zhǔn)確度高、精確度高、適合于工業(yè)化生產(chǎn)。

制備 ^[2]

一種水合茚三酮的合成方法，其反應(yīng)路線如下：

步驟S1具體包括如下操作：將二氫化茚-1,3-二酮溶解乙醇中，加入硫酸溶液，滴加亞硝酸鈉溶液，控制反應(yīng)溫度為15～20℃，用碘化鉀淀粉試紙測(cè)試反應(yīng)終點(diǎn)，得到細(xì)粉狀2-亞硝基-1H-茚-1,3(2H)- 二酮。所述硫酸溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50～60％，亞硝酸鈉溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù) 為25～30％。用碘化鉀淀粉試紙測(cè)試的反應(yīng)終點(diǎn)為碘化鉀淀粉試紙測(cè)試不顯色為止。

步驟S2具體包括如下操作：將2-亞硝基-1H-茚-1,3(2H)-二酮，在鹽酸的存在下，與甲醛在15～20℃下進(jìn)行取代反應(yīng)得到茚-1,2,3三酮。所述鹽酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25～30％，甲醛的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為35～37％。

步驟S3具體包括如下操作：將茚-1,2,3三酮加入萃取液中，析出沉淀，將所述沉淀在50～60℃下減壓干燥得到還原茚三酮；所述萃取液為低亞硫酸鈉和35～37wt％的工業(yè)甲醛按1:1的質(zhì)量比組成的溶液。

步驟S4具體包括如下操作：將還原茚三酮在硝酸溶液中，于60～80℃下進(jìn)行氧化反應(yīng)，得到茚三酮粗品，將所述茚三酮粗品和水以1:5的質(zhì)量比進(jìn)行重結(jié)晶，將得到的固體以氯化鈣進(jìn)行干燥后，在45～ 50℃下進(jìn)行真空干燥，得到水合茚三酮。

該方法選用合適的原料二氫化茚-1,3-二酮，分三步反應(yīng)制得水合茚三酮，優(yōu)化了反應(yīng)工藝，質(zhì)量上乘，反應(yīng)收率高；硝化反應(yīng)中，二氫化茚-1,3-二酮溶解乙醇中，物質(zhì)更加均勻，酸性液體 選擇濃度為50～60％硫酸溶液，硝化采取的亞硝酸鈉溶液濃度在25～30％。取代反應(yīng)中，配制25～30％的鹽酸和35～37％的甲醛，將亞硝基茚二酮加入，混合物攪拌均勻冷卻至15～20℃，稀釋后的溶液中加入由低亞硫酸鈉和35～37％的工業(yè)甲醛按1:1組成的萃取液，析出的沉淀經(jīng)處理后得還原茚三酮。氧化反應(yīng)中，還原茚三酮在濃度為10～15％的硝酸溶液中混合，水浴加熱，在一定溫度下完成反應(yīng)。氧化反應(yīng)得到的粗品在一定溫度下，水中重結(jié)晶，制得的產(chǎn)品放入不銹鋼盤內(nèi)，以氯化鈣作為干燥劑，在真空烘箱內(nèi)減壓干燥，得質(zhì)量較好的水合茚三酮，熔點(diǎn)范圍240～245℃，含量在96％以上，以原料二氫化茚-1,3-二酮計(jì)，水合茚三酮收率達(dá)65.2％。

主要參考資料

[1] 化學(xué)詞典

[2] CN201711313650.1一種水合茚三酮的合成方法

[3] CN201610821011.5受農(nóng)藥侵害煙葉的氨基酸總量測(cè)量方法

[4] CN201210248604.9一種從燕窩中提取牛磺酸的方法及其檢測(cè)方法

[5]CN201210550724.4芴的衍生物及其制備方法

[6] CN201610875067.9一種羥丙基甲基纖維素羥丙基取代度的測(cè)試方法