8—羟基喹啉的微型制备方法研究

邹碧群　张业

【摘要】介绍了8-羟基喹啉微型化合成方法，即在浓硫酸作用下，使甘油脱水生成丙烯醛，并使邻氨基酚与丙烯醛的加成物脱水成环，硝基酚氧化下，合成了8-羟基喹啉。实验结果表明，在超声波辅助下，以浓硫酸作为脱水剂，硝基酚作为氧化剂，合成8-羟基喹啉达到反应终点时间仅为18 min，收率为87.5%，有效地提高了实验效率。

【关键词】8-羟基喹啉 合成 微型制备

【基金项目】广西高校中青年教师基础能力提升项目 （KY2016YB595）资助。

【中图分类号】G71 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2017）13-0189-01

近年来迅速发展起了微型化学实验方法[1，2]，微型化学实验具有这样的优点：节约药品、减少环境污染、减少实验时间、方便携带，这可使学生建立起严谨的科学态度和绿色化学的实验理念，因此倍受从事有机化学教学人员的高度重视。

8-羟基喹啉为淡黄色或白色针状晶体，是一类重要的喹啉衍生物，具有良好的生物活性，是农药和染料的中间体，可作为防腐剂、酚醛树脂和双氧水的稳定剂，在冶炼工业和分析化学中的金属元素分析、光度分析和金属防腐等方面有广泛应用[3]。《8-羟基喹啉的制备》是有机化学实验的典型实验之一[4]，以传统的合成方法制备8-羟基喹啉具有反应时间长、药品用量大、对环境的污染较大等缺点，因此，本文对8-羟基喹啉的制备进行微型化，以新理念、新方法探讨《8-羟基喹啉的制备》的实验方法和教学理念，为同类的有机化学合成实验教学提供一些指导意义。

一、实验部分

（一）实验原理

以邻氨基苯酚为起始原料，在超声波辅助下，合成了目标产物8-羟基喹啉，合成路线详见图1。

（二）实验仪器与药品

KQ5200-B型超声波清洗机（郑州南北仪器设备有限公司）；微型实验仪器一套（云南大学研制）；邻氨基苯酚（AR），邻硝基苯酚（AR）；无水甘油（AR）；浓硫酸（AR）。

（三）实验步骤

1. 8-羟基喹啉的合成

在10 mL三颈烧瓶中加入0.18 g（0.0013 mol）邻硝基苯酚，0.28 g（0.0026 mol）邻氨基苯酚、0.75 mL甘油，在超声波震荡下使之混匀，并缓慢滴入0.45 mL浓硫酸，冷却后，装上微型冷凝回流管，超声波辅助下反应2 min后，静置1 min，继续超声辅助并加热反应15 min，冷却后，加入1.5 mL水充分摇匀，进行简易水蒸气蒸馏，除去未反应的邻硝基苯酚，当馏分由浅黄变为无色时停止蒸馏，冷却，冰浴条件搅拌下慢慢滴加0.7 mL氢氧化钠（质量比1：1）溶液，再用饱和碳酸氢钠调节溶液呈中性，接着用水蒸气蒸馏法将8-羟基喹啉蒸出，当馏分冷却后进行抽滤、洗涤，即可得到0.34 g粗产物。

2.粗产品的重结晶

将上述粗产品和1粒沸石加到2 mL的圆底瓶中，再加入0. 7 mL乙醇（4：1） 水溶液，装上微型回流冰凝管，加热至85℃回流并使粗产品完全溶解，得一无色透明溶液。提前用棉花将一支塑料滴管口塞好，且挤压出气体，当停止加热时趁热将其插入溶液中吸滤。 冷却结晶后，轻轻敲击滴管底部，析出的晶体就会往底部沉降，将滴管的细颈部分剪去，并将上层清液吸掉除去。再用1～2 滴纯净水洗涤晶体，除去水分。取出晶体并在滤纸上挤压、烘干，得产品约0. 32 g。

二、结果与讨论

（一）超声波辅助的微型化实验和常规回流实验相比较

与常规回流实验相比，超声波辅助的微型实验大大减少了试剂用量，同时反应时间也大大的缩短了，常规回流反应时间要1.5 h，而在超声波辅助下，反应时间仅为18 min；同时还提高了产率，具体结果列于表1中。分析表1可知，用超声波辅助方法合成8-羟基喹啉可以大大节约时间，减少实验经费，减少污染，同时微型实验对学生进行规范操作也提出了更高、更严的要求，有利于学生养成严谨的科学态度，并用绿色化学的实验理念进行规范操作。

（二）微型化重结晶的改进

在微型化实验中，安培法重结晶是过去比较常用的方法，由于安培瓶的制作比较麻烦，而且吸滤过程中容易受冷，一次吸滤不完，还要再次加热，还会使产品结晶，导致损失，故此我们采用塑料滴管代替安培瓶进行吸率，操作迅速方便。

（三）注意事项

（1）实验加料顺序必须按照指定的顺序加入，如果浓硫酸先加入，反应会很激烈，难以控制。

（2）本实验所有反应试剂均为分析纯，尤其是甘油，其含水量必须低于5%，否则会影响产率，故此甘油最好是新制备的。

三、结论

本文探讨了超声波辅助下微型制备8-羟基喹啉的方法，即在浓硫酸脱水作用下，以邻氨基苯酚为原料，在超声波辅助下反应得到粗产品，并用改进的微型化重结晶法提纯产品，使8-羟基喹啉的产率由55%提高到了87.5%。实验结果表明，试剂用量减少后，实验经费得到节约、实验时间相应的缩短、污染也减少了，并且提高了产量，从而有效地使实验效率得到了提高。

参考文献：

[1]周宁怀，王德琳. 北京： 科学出版社， 1999.

[2]黄忠京.广西民族大学学报：自然科学版， 2007， 13 （2）： 106-108.

[3]张珍明，李树安，葛洪玉.8-羟基喹啉制备技术进展[J].广州化学，2007，6.

[4]华南师范大学，东北师范大学，苏州大，广西师范大学，上海师范大学合编. 有机化学实验[M].北京：高等教育出版社，2014.

作者簡介：

邹碧群（1982-），女， 广西贺州市人，硕士，主要从事药物合成的教研工作。

张业（1981-），男，广西贵港人，硕士，桂林师范高等专科学校教授，主要从事药物化学教研工作。