8—羥基喹啉的微型制備方法研究

鄒碧群　張業

【摘要】介紹了8-羥基喹啉微型化合成方法，即在濃硫酸作用下，使甘油脫水生成丙烯醛，并使鄰氨基酚與丙烯醛的加成物脫水成環，硝基酚氧化下，合成了8-羥基喹啉。實驗結果表明，在超聲波輔助下，以濃硫酸作為脫水劑，硝基酚作為氧化劑，合成8-羥基喹啉達到反應終點時間僅為18 min，收率為87.5%，有效地提高了實驗效率。

【關鍵詞】8-羥基喹啉 合成 微型制備

【基金項目】廣西高校中青年教師基礎能力提升項目 （KY2016YB595）資助。

【中圖分類號】G71 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2017）13-0189-01

近年來迅速發展起了微型化學實驗方法[1，2]，微型化學實驗具有這樣的優點：節約藥品、減少環境污染、減少實驗時間、方便攜帶，這可使學生建立起嚴謹的科學態度和綠色化學的實驗理念，因此倍受從事有機化學教學人員的高度重視。

8-羥基喹啉為淡黃色或白色針狀晶體，是一類重要的喹啉衍生物，具有良好的生物活性，是農藥和染料的中間體，可作為防腐劑、酚醛樹脂和雙氧水的穩定劑，在冶煉工業和分析化學中的金屬元素分析、光度分析和金屬防腐等方面有廣泛應用[3]。《8-羥基喹啉的制備》是有機化學實驗的典型實驗之一[4]，以傳統的合成方法制備8-羥基喹啉具有反應時間長、藥品用量大、對環境的污染較大等缺點，因此，本文對8-羥基喹啉的制備進行微型化，以新理念、新方法探討《8-羥基喹啉的制備》的實驗方法和教學理念，為同類的有機化學合成實驗教學提供一些指導意義。

一、實驗部分

（一）實驗原理

以鄰氨基苯酚為起始原料，在超聲波輔助下，合成了目標產物8-羥基喹啉，合成路線詳見圖1。

（二）實驗儀器與藥品

KQ5200-B型超聲波清洗機（鄭州南北儀器設備有限公司）；微型實驗儀器一套（云南大學研制）；鄰氨基苯酚（AR），鄰硝基苯酚（AR）；無水甘油（AR）；濃硫酸（AR）。

（三）實驗步驟

1. 8-羥基喹啉的合成

在10 mL三頸燒瓶中加入0.18 g（0.0013 mol）鄰硝基苯酚，0.28 g（0.0026 mol）鄰氨基苯酚、0.75 mL甘油，在超聲波震蕩下使之混勻，并緩慢滴入0.45 mL濃硫酸，冷卻后，裝上微型冷凝回流管，超聲波輔助下反應2 min后，靜置1 min，繼續超聲輔助并加熱反應15 min，冷卻后，加入1.5 mL水充分搖勻，進行簡易水蒸氣蒸餾，除去未反應的鄰硝基苯酚，當餾分由淺黃變為無色時停止蒸餾，冷卻，冰浴條件攪拌下慢慢滴加0.7 mL氫氧化鈉（質量比1：1）溶液，再用飽和碳酸氫鈉調節溶液呈中性，接著用水蒸氣蒸餾法將8-羥基喹啉蒸出，當餾分冷卻后進行抽濾、洗滌，即可得到0.34 g粗產物。

2.粗產品的重結晶

將上述粗產品和1粒沸石加到2 mL的圓底瓶中，再加入0. 7 mL乙醇（4：1） 水溶液，裝上微型回流冰凝管，加熱至85℃回流并使粗產品完全溶解，得一無色透明溶液。提前用棉花將一支塑料滴管口塞好，且擠壓出氣體，當停止加熱時趁熱將其插入溶液中吸濾。 冷卻結晶后，輕輕敲擊滴管底部，析出的晶體就會往底部沉降，將滴管的細頸部分剪去，并將上層清液吸掉除去。再用1～2 滴純凈水洗滌晶體，除去水分。取出晶體并在濾紙上擠壓、烘干，得產品約0. 32 g。

二、結果與討論

（一）超聲波輔助的微型化實驗和常規回流實驗相比較

與常規回流實驗相比，超聲波輔助的微型實驗大大減少了試劑用量，同時反應時間也大大的縮短了，常規回流反應時間要1.5 h，而在超聲波輔助下，反應時間僅為18 min；同時還提高了產率，具體結果列于表1中。分析表1可知，用超聲波輔助方法合成8-羥基喹啉可以大大節約時間，減少實驗經費，減少污染，同時微型實驗對學生進行規范操作也提出了更高、更嚴的要求，有利于學生養成嚴謹的科學態度，并用綠色化學的實驗理念進行規范操作。

（二）微型化重結晶的改進

在微型化實驗中，安培法重結晶是過去比較常用的方法，由于安培瓶的制作比較麻煩，而且吸濾過程中容易受冷，一次吸濾不完，還要再次加熱，還會使產品結晶，導致損失，故此我們采用塑料滴管代替安培瓶進行吸率，操作迅速方便。

（三）注意事項

（1）實驗加料順序必須按照指定的順序加入，如果濃硫酸先加入，反應會很激烈，難以控制。

（2）本實驗所有反應試劑均為分析純，尤其是甘油，其含水量必須低于5%，否則會影響產率，故此甘油最好是新制備的。

三、結論

本文探討了超聲波輔助下微型制備8-羥基喹啉的方法，即在濃硫酸脫水作用下，以鄰氨基苯酚為原料，在超聲波輔助下反應得到粗產品，并用改進的微型化重結晶法提純產品，使8-羥基喹啉的產率由55%提高到了87.5%。實驗結果表明，試劑用量減少后，實驗經費得到節約、實驗時間相應的縮短、污染也減少了，并且提高了產量，從而有效地使實驗效率得到了提高。

參考文獻：

[1]周寧懷，王德琳. 北京： 科學出版社， 1999.

[2]黃忠京.廣西民族大學學報：自然科學版， 2007， 13 （2）： 106-108.

[3]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.

[4]華南師范大學，東北師范大學，蘇州大，廣西師范大學，上海師范大學合編. 有機化學實驗[M].北京：高等教育出版社，2014.

作者簡介：

鄒碧群（1982-），女， 廣西賀州市人，碩士，主要從事藥物合成的教研工作。

張業（1981-），男，廣西貴港人，碩士，桂林師范高等專科學校教授，主要從事藥物化學教研工作。