10-HDA(קישור:https://www.bloomtechz.com/synthetic-chemical/api-researching-only/10-hda-cas-14113-05-4.html), שם כימי 10-מימן{{7} }חומצה דצנונית, נוסחה מולקולרית c10h18o3, CAS 14113-05-4, נוסחת מבנה Ho·CH2·(CH2)6·ch=ch·COOH, נקודת התכה 52 מעלות . זהו חומר מוצק, והמראה השכיח שלו הוא גבישים לבנים עד צהובים בהירים. המסה המולקולרית היחסית שלו היא כ-202.32 גרם/מול, שהיא המסה הכוללת המורכבת מפחמן, מימן, חמצן ויסודות נוספים. תרכובת זו היא חומצה קרבוקסילית ולכן יש לה חומציות מסוימת. הוא יכול להגיב על ידי שחרור יוני מימן ועובר תגובת נטרול חומצה-בסיס כאשר הוא נמצא בתמיסה מימית. בטבע, רק ג'לי מלכות מכיל את החומר הזה. ההשפעות האנטיבקטריאליות והאנטי דלקתיות של ג'לי מלכות קשורות לנוכחות של חומר זה. התוכן של חומצה דצנונית 10-Hydroxy-2- בג'לי מלכות טרי היה גבוה יותר; התוכן של חומצה דצנונית 10-Hydroxy-2- בג'לי מלכותי שלא היה טרי, מאוחסן בצורה לא נכונה או מזוייף היה נמוך יותר. לכן, התוכן של חומצה דצנונית 10-הידרוקסי-2- הוא אחד האינדיקטורים הפיזיקליים והכימיים החשובים למדידת איכות ג'לי מלכות. התוכן הכללי צריך להיות מעל 1.4 אחוזים. שיטת הקביעה היא כרומטוגרפיית גז או כרומטוגרפיה נוזלית. הוא עבר סינתזה מלאכותית, והתכונות והתפקודים של המוצרים הסינתטיים דומים לאלו של מוצרים טבעיים.
10-סינתזה של HDA:
בגלל הדמיון של תכונות ותפקודים, חוקרים ערכו מחקר מעמיק על מנת להגדיל את התפוקה והטוהר. ישנן שיטות רבות לסינתזה מלאכותית של 10-HDA שנמצאו עד כה, אשר יוצגו בתיאורים הבאים.
שיטה ראשונה:
התגובה של 1,8-אוקטנדיול בממס דיכלורומתאן לאחר ספיחת מערכת סיליקה-נתרן ביסולפיט כמותית נותנת 8-הידרוקסיאוקטנל, ולאחר תגובה של Witting עם אתיל פוספור-אצטט, 10- הידרוקסי{{5} }אתיל אסטר של חומצה דצנונית עוברת הידרוליזה תחת קטליזה של אשלגן קרבונט ליצירת חומצה 10-הידרוקסי-2-דצנונית.
ראשית, בואו נסתכל על השלב הראשון:
התגובה של 1,8-אוקטנדיול נספג על ידי מערכת סיליקה-נתרן ביסולפיט כמותית בממס דיכלורומתאן
בשלב זה, 1,8-אוקטנדיול (נוסחה מולקולרית C8H18O2) נספג על ידי מערכת סיליקה כמותית (SiO2) ונתרן ביסולפיט (NaHSO3) בממס דיכלורומתאן (CH2Cl2). תהליך הספיחה מתבצע בדרך כלל בתנאי ערבוב כדי לקדם מגע ותגובה בין מגיבים. משוואת תגובה קונקרטית היא כדלקמן:
C8H18O2 בתוספת SiO2 בתוספת NaHSO3 → מוצר ספיחה
הבא הוא השלב השני:
חמצון ל-8-Hydroxyoctanal
בשלב זה, תוצר הספיחה עובר תגובת חמצון בפעולת חמצון מתאים לקבלת 8-הידרוקסיאוקטנל. משוואת תגובה קונקרטית היא כדלקמן:
מוצר ספיחה בתוספת חומר מחמצן ← 8-הידרוקסיאוקטנל
ואז מגיע השלב השלישי:
תגובת השכלה לקבלת 10-הידרוקסי-2-אתיל אסטר חומצה דצנונית
בשלב זה, 8-hydroxyoctanal נתון לתגובת Witting עם אתיל פוספוראצטט (PhOCOCH2CH2COOR) כדי לתת אתיל 10-הידרוקסי-2-דצנואט. משוואת תגובה קונקרטית היא כדלקמן:
8-Hydroxyoctanal בתוספת PhOCOCH2CH2COOR בתוספת בסיס → אתיל 10-הידרוקסי-2-דצנואט
ולבסוף השלב הרביעי:
תחת קטליזה של אשלגן קרבונט, תגובת ההידרוליזה מייצרת חומצה דצנונית 10-הידרוקסי-2-
בשלב זה, חומצה אתיל 10-הידרוקסי-2-דצנונית עוברת הידרוליזה תחת קטליזה של אשלגן קרבונט (K2CO3) לייצור חומצה 10-הידרוקסי-2-. משוואת תגובה קונקרטית היא כדלקמן:
10-הידרוקסי-2-אתר חומצה דצנונית בתוספת K2CO3 פלוס H2O → C10H18O3 בתוספת CH3CH2OH פלוס KHCO3
שיטה שניה:
כדי לסנתז חומצה דצנונית 10-הידרוקסי-2-, עלינו לעבור סדרה של שלבי תגובה כימית המתחילים מחומצה סוברית. להלן תהליך הסינתזה המפורט והמשוואה הכימית המתאימה לו.
השלב הראשון: מחומצה סוברית ל-1,8-אוקטנדיול
ראשית, חומצה סוברית מגיבה עם LiAlH4, ומתרחשת תגובת הפחתה ליצירת 1,8-אוקטנדיול.
LiAlH4 בתוספת HOOC(CH2)7COOH → HOH(CH2)7CH2OH בתוספת LiAlO2
שלב 2: מ-1,8-אוקטנדיול ל-8-הידרוקסיאוקטנל
לאחר מכן, 1,8-אוקטנדיול הגיב עם Ag2CO3 ואדמה דיאטומית לצורך חמצון סלקטיבי לייצור 8-hydroxyoctanal.
HO(CH2)7CH2OH בתוספת Ag2CO3 → HO(CH2)7CHO בתוספת 2Ag בתוספת CO2 בתוספת H2O
שלב שלישי: מ-8-Hydroxyoctanal ל-8-Hydroxyoctanoic Acid Methyl Ester
8-חומצה הידרוקסיאוקטנואית מגיבה עם אנהידריד אצטית לייצור 8-מתיל אסטר של חומצה הידרוקסיאוקטנואית.
HO(CH2)7CHO פלוס (CH3CO)2O → (CH3CO)2O(CH2)7COOH פלוס CH3CHO
שלב 4: מתיל 8-הידרוקסיאוקטנואט לאתיל 10-הידרוקסי-2-דקנואט
8-מתיל אסטר חומצה אוקטנוית הידרוקסי מגיב עם חומצה מאלונית כדי ליצור 10-הידרוקסי-2- אתיל אסטר חומצה דצנונית באמצעות תגובת עיבוי.
(CH3CO)2O(CH2)7COOH בתוספת CH2(COOH)2 → (CH3CO)2OCH=CH(CH2)7COOH בתוספת 2H2O
שלב 5: מ-10-הידרוקסי-2-אתיל אסטר חומצה דצנונית ל-10-חומצה דקנואית-2-
לבסוף, 10-הידרוליזה-2-אתיל אסטר חומצה דצנונית עובר הידרוליזה ליצירת חומצה 10-הידרוקסי-2-.
(CH3CO)2OCH=CH(CH2)7COOH בתוספת H2O → CH=CH(CH2)7COOH בתוספת 2CH3COOH
לסיכום, באמצעות חמשת השלבים של התגובות הכימיות לעיל, סיננתזנו בהצלחה חומצה דצנונית 10-הידרוקסי-2- תוך שימוש בחומצה סוברית כחומר גלם באמצעות שלבי הפחתה, חמצון, אצטילציה, עיבוי והידרוליזה.
בנוסף לשיטות ההכנה שהוזכרו לעיל, להלן שלוש שיטות סינתטיות אפשריות נוספות לסינתזה של חומצה דצנונית 10-הידרוקסי-2-:
1. שיטת התגובה לגרינרד:
בשיטה זו מכינים תחילה מגיב לגרינרד המתאים, כגון התגובה של דקאן ברומיד ואבקת מגנזיום. לאחר מכן מגיב ריאגנט Grignard עם פחמן דו חמצני ליצירת קרבוקסילאט. לאחר מכן, הקרבוקסילאט הופך לחומצה הקרבוקסילית המקבילה על ידי הידרוליזה חומצית. לבסוף, החומצה הקרבוקסילית הופכת לחומצה 10-הידרוקסי-2-דצנונית על ידי הידרוקסילציה.
2. שיטת תרכובת אזו:
בשיטה זו, הדקן מגיב לראשונה עם אזומתאן ליצירת תרכובת מתילנדיאזו. לאחר מכן, תרכובת המתילן דיאזוניום מתנתקת על ידי חימום או אור כדי ליצור קרבוניל קרבונט. לבסוף, הקרבוניל קרבונט הומר לחומצה 10-הידרוקסי-2-דצנונית על ידי הידרוליזה חומצית.
3. שיטת תגובת חמצון:
שיטה זו כוללת תגובה של דקן עם מי חמצן (H2O2). בנוכחות זרז מתאים, דקן יעבור פרוקסידציה ליצירת הידרוקסיפרוקסידים. לאחר מכן, ההידרוקסיפרוקסיד נפתח בטבעת על ידי קטליזה חומצית כדי ליצור חומצה דצנונית 10-הידרוקסי-2-.
אלו הן שיטות אפשריות לסינתזה של חומצה דצנונית 10-הידרוקסית-2-. שימו לב שלכל שיטה סינתטית יש את תנאי התגובה והשלבים הספציפיים שלה וצריך לבצע אותה בתנאי מעבדה מתאימים. לשיטות ומנגנוני תגובה סינתטיים ספציפיים ומפורטים יותר, אנא עיין במדריך לכימיה אורגנית סינתטית או בספרות אקדמית רלוונטית.