2,8-喹啉二醇的制备及其应用

基本描述

2,8-喹啉二醇的CAS号是15450-76-7，分子式为C9H7NO2及其分子量是161.16。其熔点是290°C(dec.)，沸点为403.2±45.0°C(Predicted)，密度是1.337±0.06g/cm3(Predicted)和酸度系数(pKa)是8.85±0.20(Predicted)。2,8-喹啉二醇在DMSO中易溶解。2,8-喹啉二醇及其衍生物具有不同的电致发光性质, 在发光颜色及稳定性等性质上各有不同[1]。利用不同的8-羟基喹啉的衍生物与金属离子配位产生不同电致发光性质的化合物[2]。

图1 2,8-喹啉二醇的结构式。

合成

图2 2,8-喹啉二醇的合成路线[3]。

步

加入8-羟基喹啉-N-氧化物（2）（100.2克，622毫摩尔）和甲苯（200毫升），加热并搅拌混合物（94°C，大部分溶解），在此混合物中，在94-112°C下滴加乙酸酐（30毫升，318毫摩尔）10分钟。在回流下滴加乙酸酐（剩余）（96ml，1017mmol）2小时，将混合物再回流2小时。将反应混合物冷却并搅拌（110-40°C，1h），然后冰冷搅拌（40-3°C，1 h），通过在滤纸上过滤收集沉淀的晶体，用甲苯（140 ml）冷却，用甲醇（60 ml）冷却、用水（200 ml）洗涤并通过吹风（60°C，21 h）干燥，得到中间体1。收率108.7克（86.0%）。浅黄色晶体。Mp 252-253.5°C。红外光谱（KBr）、3002、1770、1644、1605、1475、1428、1404、1342、1276、1247、1194、1156、1138、1076、1044、1016、965、936、917、899、863、826、790、746、730、683、656、601、534、525、455、431、400cm-1核磁共振（DMSO-d6）、6.65 J=7.1Hz，1H），7.44（d，J=7.8Hz，1H），7.78（d，J=9.5Hz，1小时），10.78 ppm（br，s，1H）MS（70 ev）m/z（相对强度）：203（12，m+）、161（100）、133（45）、115（7）和104（20）。

第二步

上述中间体和8-乙酰氧基-羧基（25.1克，124毫摩尔）以及稀盐酸（35%HCl/H2O=2:1，117毫升）在87-97°C下搅拌2小时。将反应混合物静置过夜以冷却。通过过滤收集沉淀的晶体，用冷水（2L）洗涤，并通过吹风（60°C，30h）干燥，得到2,8-喹啉二醇。产率为19.1g（95.9%）。浅黄色晶体。高效液相色谱法检出率为99.91%。熔点292-295°C红外光谱（KBr）、3012、1634、1599、1552、1513、1474、1441、1408、1387、1330、1312、1287、1216、1172、1152、876、834、789、740、705、569、530、437、400cm-1.核磁共振（DMSO-d6）、6.48（d，J=9.5Hz，1H）、6.96-7.15（m，3H）、7.54（d，J=9.5 Hz，1H）、10.28（br，s，1H）10.55ppm（溴、硫、1H）。MS（70ev）m/z（相对强度）、161（100，m+）、133（46）、114（14）和104（27）。

图3 2,8-喹啉二醇的合成路线[4]。

将喹啉-8-醇-1-氧化物（20克，124毫摩尔）在乙酸酐（200毫升）中的溶液在90°C下搅拌5小时。然后将反应混合物倒入水/冰混合物（1.5L）中，并通过加入conc使其呈中性。aq。通过过滤收集形成的沉淀物并用水洗涤。将粗产物悬浮在丙醇中并加入石油醚纯化，得到2-氧代-1,2-二氢喹啉-8-乙酸酯。2-氧代-1,2-二氢喹啉-8-乙酸酯在浓溶液中加热。aq。在90°C下用盐酸（200ml）浸泡4小时。将反应混合物倒入冰水（400ml）中，通过过滤收集形成的沉淀物并用水洗涤。由丙烷-2-醇/石油醚重结晶得到目标化合物2,8-喹啉二醇（14.1g，70%）。1H NMR（400MHz，DMSO-d6）：δ10.46（s，1H）、10.21（s，1 H）、7.84（d，J=9.5Hz，1H），7.10（d，J=7.6Hz，1H）、7.00（t，J=7.7Hz，1小时）、6.95（dd，J=8.8，1.2Hz，1），6.48（d，i=9.5 Hz，1H）APCI-MS:m/z 162（MH+）。

应用

2,8-喹啉二醇在玻璃化温度, 成膜质量, 稳定性, 载流子迁移率等方面都具有优良的性质。此外, 2,8-喹啉二醇还是一种电致发光材料, 也是优良的电子传输体[5-6]。该类化合物还具有良好的抗冲击性和抗震动性, 故而在汽车仪表板、音响及电视遥控器, 手持GPS接收器、便携式计算机等的主动显示或背光显示设备中得以广泛应用。8-羟基喹啉类化合物具有优良的电致发光性能, 在通讯等领域有着很大的应用空间[7-9]。近些年来, 通讯及信息技术在全球范围内飞速发展, 这使得通讯信息显示装置的要求标准逐渐升高, 目前的技术水平已经难以满足当代人们的日常生活需要[10]。而8-羟基喹啉类有机电致发光材料恰好能满足该类需求, 具有良好的稳定性和电子传输性能及荧光效率, 而其衍生物也表现出优异的电致发光性能, 具有广阔的应用前景。

参考文献

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