8-羟基喹哪啶的应用与合成

介绍

8-羟基喹哪啶（8-Hydroxyquinaldine），也称为8-羟基喹啉，是一种有机化合物，分子式为C10H9NO，外观为白色棱状结晶体。它微溶于水，溶于醇、醚、苯和有机酸，且带有苯酚气味。在碱溶液中，与多种金属离子形成有色不溶于水的配合物。它的分子结构包含一个喹啉环（quinaldine ring），在8号位连接有一个羟基（-OH），喹啉环上2号位有一个甲基（-CH3）。在储存时应将它存放在阴凉处，并确保容器密闭，以防止吸湿或挥发。其次，由于它是光敏化合物，需要避光保存，以防止其分解或变质。此外，它在常温下储存即可，不需要冷藏。避免与强氧化剂、强酸和强碱接触，以防发生化学反应。

8-羟基喹哪啶

应用

8-羟基喹哪啶是重要的精细有机合成中间体，主要用于金属离子的测定[1]，也可用作金属离子的萃取剂；将它用化学方法键合在树脂上，能有效地吸附铜和铅等金属离子[2]。它的硝化物和氯化物是治疗消化系统重要药物[3-6]，它的衍生物具有多种生理功能，成为药物研究的热点领域之一[7]。

合成

8-羟基喹哪啶的制备工艺主要为Doebner-Miller的喹啉合成法，即邻氨基苯酚、邻硝基苯酚和巴豆醛在无机酸如盐酸存在下，于135～145 ℃反应6～8 h，收率为37%[8]。在K型杂多酸磷钨酸存在下，采用微波辅助和常规加热，用“一锅煮”法制备产品，收率分别为85%和81%[9]，该法收率虽然高，由于K型杂多酸磷钨酸价格高，不适宜大量制备。参考文献[10-11]，选择价廉易得的氧化剂邻硝基苯酚，在反应混合物中添加了乙酸和三氯化铝，将巴豆醛慢慢滴加到加热的反应混合物中进行环合，经中和、分层和蒸馏等得到产品，收率达76%。

仪器和药品

制备8-羟基喹哪啶的仪器和药品有：巴豆醛，w≥98%;硝基苯、邻硝基甲苯、对硝基甲苯为化学纯，上海化学试剂公司。Bruker 红外光谱仪(德国)，KBr压片;Perkin-Elmer-2400元素分析仪(美国);Bruker-400AM核磁共振仪(德国)，在室温下，TMS为内标，CDCl3为溶剂。高效液相色谱(HPLC)分析:采用P3000型高效液相色谱仪分析产物，色谱柱为Baseline 250 mm×4.6 mm C18反相柱，色谱柱填料粒径5 μm;流动相采用V(CH3CN)∶V(H2O)=8∶2，流量为1 mL/min；检测波长为250 nm;色谱柱温度:20～25 ℃。

反应原理

在浓盐酸存在下，邻氨基苯酚和巴豆醛发生Micheal加成反应生成β-芳胺基巴豆醛，继而醛基和苯环缩合，脱水得到二氢喹啉环，在邻硝基苯酚的作用下，氧化脱氢得到8-羟基喹哪啶。在该反应条件下，氨基和醛基不发生缩合反应形成Schiff 碱，因为最终产物中没有8-羟基-4-甲基喹啉。在合成工艺中[10]，为了避免丙烯醛的聚合等副反应，加入醋酐，与丙烯醛生成缩合物。研究加入乙酸和三氯化铝，目的是降低巴豆醛的自聚反应，提高反应的酸度，获得比较高的反应的收率。

 实验方法

在装有机械搅拌器、温度计、回流冷凝管和滴液漏斗的1 000 mL四口烧瓶内，加入500 mL 37%浓盐酸，30 g(0.50 mol)乙酸，10 g(0.075 mol)三氯化铝，53 g(0.50 mol)邻氨基酚和25 g(0.18 mol)邻硝基苯酚。搅拌加热到95～100 ℃，在3 h内均匀滴加巴豆醛38.5 g(0.55 mol)，滴加完毕，继续反应2 h。冷却到室温，用40% 氢氧化钠水溶液在温度不高于40 ℃下中和至pH=6.8，过滤，减压蒸馏，收集186～198 ℃/27 kPa馏分8-羟基喹哪啶，约60.5 g，熔点为73～74 ℃(文献值[8]:74 ℃ )，质量分数99.2%(HPLC)，收率(基于所加的邻氨基酚计)76%，纯度为99.3%[12]。

参考文献

[1]陈江虹,胡秋芬,杨光宇,等.8-羟基喹哪啶固相萃取光度法测定水样中的铁[J].分析化学,2003,31(7):853-855.

[2]周小华,董学畅,吴立生,等.8-羟基喹哪啶新型树脂的合成及其对Cu2+的吸附性能研究[J].云南化工,2006,33(4):16-19.

[3]李润莱,李树安,张珍明,等.5,7-二硝基-8-羟基喹哪啶合成工艺研究[J].化工时刊,2011(9):1-3.

[4]朱慧琴.合成5,7-二硝基-8-羟基喹哪啶的一种新方法[J].化学试剂,2007,29(1):51-52.

[5]韦长梅.5,7-二氯-8-羟基喹哪啶的合成[J].中国医药工业杂志,2002,33(12):576-577.

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[7]Musiol R,Jampilek J,Kralova K,et al.Investigating bio-logical activity spectrum for novel quinoline analogues[J].Bioorganic&Medicinal Chemistry,2007,15:1280-1288.

[8]李中林,黄小凤.有机试剂合成与应用[M].长沙:科学技术出版社,1986:755.

[9]Sivaprasad G,Rajesh R,Perumal P T.Synthesis of quinal-dines and lepidines by a Doebner-Miller reaction under ther-mal and microwave irradiation conditions using phospho-tungstic acid[J].Tetrahedron Letters,2006,47:1783-1785.

[10]Cognion J M.Process for preparation of 8-hydroxyquino-line:US,404011[P].1977-08-23.

[11]张珍明,李树安,葛洪玉.Skraup法合成8-羟基喹啉[J].精细石油化工,2007,24(1):32-34.

[12]李树安,张珍明,齐家娟,等.Doebner-Miller法合成8-羟基喹哪啶的工艺研究[J].精细石油化工,2013,30(04):22-24.