微波法合成醫藥中間體8-羥基喹啉

劉利民 曾立華 李其華 曹小妹 雷春華

（湖南師范大學化學化工學院，湖南 長沙 410081）

0 引言

8-羥基喹啉及其衍生物大多具有生物活性，是合成消毒劑、殺菌劑及重要的醫藥中間體[1-2]。微波輻射用于有機合成是20世紀80年代后期興起的一項有機合成新技術［3］，成為有機化學反應研究的熱點之一，與傳統的加熱比可以成倍加快反應速率，且具有操作簡便、產率高等優點。

1 實驗部分

1.1 實驗試劑與儀器

Na2CO3固體(分析純)，NaOH 固體(分析純)，鄰硝基苯酚(分析純)鄰氨基苯酚(分析純)，無水甘油(分析純)，濃H2SO4(分析純)，無水乙酸(分析純，）。

NJL07-3 型實驗專用微波爐，YRT-3 熔點儀，Nicolet 310 FT-IR光譜儀

1.2 skraup 法合成8-羥基喹

1.2.1 反應原理

1.2.2 常規加熱法合成8-羥基喹啉

在100mL 三頸燒瓶中加入一定量的鄰氨基苯酚、無水甘油及氧化劑，劇烈振蕩，使之混勻。在不斷振蕩下慢慢滴入濃硫酸，并放入冷水浴中。冷卻后裝上回流冷凝管，用小火加熱，待溶液微沸后，移開火源。因反應大量放熱而比較劇烈，待反應緩和后，繼續小火加熱，保持反應物微沸回流1h。反應結束后用水蒸氣蒸餾得到產品，經結晶、洗滌、重結晶、干燥得到淡黃色的8-羥基喹啉。

1.2.3 微波輻射法合成8-羥基喹啉

把常規加熱改成微波輻射加熱，其它操作同常規加熱。

1.3 產品的表征

合成的產品為淡黃色晶體，測得其熔點為72.4～73.4℃，與文獻值[5]吻合。

圖1 產品的紅外光譜圖

產品（KBr 壓片）經紅外掃描儀掃描得紅外光譜圖1，3200cm-1吸收峰歸屬為-OH 特征吸收峰，3047cm-1處為=C-H 的伸縮振動吸收峰。1630cm-1、1507cm-1處為芳香環骨架振動，表明有芳香環存在，符合其結構。

2 結果與討論

2.1 乙酸用量對反應的影響

文獻[4]報道在反應體中添加乙酸能減少副反應，提高反應產率。因此，本文通過添加乙酸和改變乙酸的用量，發現添加乙酸且乙酸用量為3 克時，8-羥基喹啉的收率達到55%，若不加乙酸，收率明顯地下降，只有46%，且焦油量大。

2.2 不同氧化劑及用量對反應產率的影響

本文分別用鄰硝基苯酚、硝基苯、三氧化二鐵、碘/碘化鉀作氧化劑，結果顯示用鄰硝基苯酚作氧化劑，用量為1.8g～2.2g 時，8-羥基喹啉的收率最高，故以下實驗中用鄰硝基苯酚作氧化劑。

2.3 輻射溫度對反應的影響

將三頸瓶放入微波爐中，設定不同的輻射溫度（分別為90、100、110、120、130℃）微波輻射20min，結果如下表：

表1 溫度對反應的的影響

結果表明：隨著溫度的升高，產物的產率升高，但是當溫度升高至140℃后，產物的產量反而下降，這是因為溫度太高，反應物碳化加重，副反應增多。

2.4 輻射時間對反應的影響

將三頸瓶放入微波爐中，設定溫度為140℃。輻射時間對反應結果如下表：

表2 輻射時間對反應的影響

結果表明：隨著反應時間的延長產物的產率提高，但當時間超過20 min 后，產率明顯降低，并且焦化加重，所以最佳輻射時間為20 min。

2.5 輻射功率對反應的影響

將三頸瓶放入微波爐中，設定溫度為140℃，在不同的輻射功率下反應20 min，結果如下：

表3 輻射功率對反應的影響

結果表明，隨著輻射功率的增加，產物的產率也有所提高，這是因為輻射功率越大，達到反應所需的溫度越快，反應越迅速。但當輻射功率增大到200W 以后，由于微波功率太大，在短時間內達到反應溫度，但這時易產生過熱現象，反應難控制且焦化嚴重。因此本實驗的最佳輻射功率是200W。

2.6 常規加熱與微波加熱對反應效果的比較

根據以上摸索的最佳反應條件，常規加熱和微波輻射的對比結果如下：

表4 常規加熱與微波加熱的反應效果

結果表明：微波加熱法輻射20min 的產率明顯高于常規加熱回流1h 的產率。

3 結論

利用微波輻射，在最優化的條件下：1.8g 鄰硝基苯酚，2.8g 鄰氨基苯酚，7.5ml 無水甘油，9.0ml 濃硫酸，3g 乙酸，微波輻射功率200W，溫度為140℃，輻射20min，反應產率達到66%。產品經熔點測定和紅外光譜表征，證實為目標產物。與常規加熱法比，微波輻射法有縮短反應時間、提高產率和效率、節約能源等優點。

［1］梁誠.喹啉及其衍生物的開發與應用[J].四川化工，2004，7(4).

［2］Koneni V.Sashidhara，Abdhesh Kumar，Gitika Bhatia.Antidyslipidemic and antioxidative activities of 8-hydroxyquinoline derived novel keto-enamine Schiffs bases[J].European Journal of Medicinal Chemistry，2009，44：1813-1818.

［3］Gedye R N，Sm ith F E，W estaw ay K C.，et al.The use of m icrow ave ovens fo r rapid organ ic synthesis[J].Tetra hedron Lett.，1986，27：279

［4］張珍明，李樹安，葛洪玉.8-羥基喹啉制備技術進展[J].廣州化學，2007，6，32(2).

［5］劉端，李翔，劉小成。改進Skraup 法制備8-羥基喹啉的研究[J].化學與生物工程，2009，26(8)：43-44.