8-羟基喹啉的合成

8-羟基喹啉的合成指导老师：邹平刘玲 20131976摘要 本实验通过设计合成8-羟基喹啉杂环化合物，掌握其合成原理及合成方法。掌握环合的SKraup反应原理（用苯胺与无水甘油，浓硫酸及弱氧化剂硝基化合物等一起加热）。在实验过程中进一步巩固回流加热和水蒸气蒸馏等基本操作技能。 关键词 8-羟基喹啉 甘油 浓硫酸 水蒸气蒸馏8-羟基喹啉是一种白色或淡黄色结晶或结晶性粉末，有石炭酸气味，熔点75-76，不溶于水和乙醚，易溶于乙醇、丙酮、氯仿、苯或稀酸，能升华，腐蚀性较小，低毒。8-羟基喹啉是一种两性物质，能溶于强酸、强碱，在碱中电离成负离子，在酸中能结合氢离子，中性环境下溶解度最小。由于其能沉淀和分离金属离子，被广泛用于金属的测定和分离，其硫酸盐和铜盐是优良的防腐剂。此外，它也被用作医药中间体，是合成克泻痢宁、氯碘喹啉、扑喘息敏的原料，也是染料、农药中间体。本实验以邻氨基酚、邻硝基酚、无水甘油和浓硫酸为原料合成8-羟基喹啉。浓硫酸的作用是使甘油脱水形成丙烯醛，并使邻氨基酚和丙烯醛加成脱水成环。硝基酚为弱氧化剂，能将成环产物8-羟基-1,2-二氢喹啉氧化成8-羟基-喹啉，邻硝基酚本身被还原成邻氨基酚，也可参与缩合反应。反应过程可能为：1 实验部分1.1 实验仪器与试剂圆底烧瓶、电热套、搅拌器、回流冷凝管、蒸馏头、烧杯、量筒、漏斗、电子天平无水甘油、邻氨基苯酚、邻硝基苯酚、浓硫酸、氢氧化钠、饱和碳酸钠1.2 实验主要试剂性质名称相对分子质量性状熔点（）沸点（）相对密度溶解性水醇无水甘油92.10液体17.82901.2613溶溶邻氨基苯酚109.12固体1531.328溶溶邻硝基苯酚139.11固体43-47214-2161.495溶溶浓硫酸98.04液体10.43381.84氢氧化钠39.9971固体31813882.130易溶溶1.3 实验方法在圆底烧瓶中称取9.5g无水甘油（约0.1mol），并加入1.8g（0.013mol）邻硝基苯酚，2.75g（0.05mol）邻氨基苯酚，使混合均匀。然后缓慢加入4.5ml浓硫酸（约8g）。装上冷凝回流凝管，在电热套中加热，当溶液微沸时，立即移去火源。反应大量放热，待作用缓和后，继续加热，保持反应物微沸1.5小时。稍冷后，进行水蒸气蒸馏，除去未作用的邻硝基酚。瓶内液体冷却后，加入6g氢氧化钠和6ml水的溶液。再小心滴入饱和碳酸钠溶液，使呈中性。再进行水蒸气蒸馏。蒸出8-羟基喹啉（约收集馏液200ml）。馏出液充分冷却后，抽滤收集析出物，洗涤干燥粗产品。 2 结果及分析经蒸馏、冷却、抽滤后，得到淡黄色固体，称得实验产物湿重为4.16g。实验理论值为：3.629g，产率为114.63%，产率偏大，可能由于产物未烘干且为进行重结晶，产品中有杂质等原因所致。在本实验中，两次水蒸气蒸馏所处的PH不同，原因是第一次要除去杂质，而第二次要得到产物。产物8-羟基喹啉既溶于酸又溶于碱。成盐后不能被蒸出，所以第二次蒸馏前必须小心中和使PH在78之间，使产量最大。另外，由于本实验的产物具有升华性质，而含有的固体杂质没有这个特征，故可以采用升华提纯，但升华时火不宜过大。3 思考题（1）为什么第一次水蒸汽蒸馏在酸性条件下进行，第二次又要在中性下进行。答：两次水蒸气蒸馏所处的PH不同，第一次要除去杂质，在酸性条件下，8-羟基喹啉会变成盐，除去邻硝基苯酚。而第二次要得到产物，因为8-羟基喹啉既溶于酸又溶于碱，成盐后不能被蒸出，所以第二次蒸馏前必须小心中和使PH在78之间，使产量最大。（2）为什么在第二次水蒸汽蒸馏前，一定要很好的控制PH范围？碱性过强时有何不利？若已发现碱性过强时，如何补救。答：因为8-羟基喹啉既溶于酸又溶于碱，成盐后不能被蒸出，所以第二次蒸馏前必须小心中和使PH在78之间，使产量最大。碱性过强时，8-羟基喹啉会成盐，不能蒸馏出来。若已发现碱性过强，可以适当加酸，以调整PH范围。（3）具有什么条件的固体有机化合物，才能用升华法进行提纯？答：实验想要得到的产物具有升华性质，而含有的固体杂质没有这个特征，可以采用升华提纯，但升华时火不宜过大