8-羟基喹啉的合成

8-羟基喹啉的合成一、化合物简介8-羟基喹啉，英文名称8-hydroxyquinoline，熔点75℃～76℃（分解），沸点267℃，白色或淡黄色晶体或结晶性粉末，不溶于水，溶于乙醇和烯酸，能升华。广泛用于金属的测定和分离,是制染料和药物的中间体,其硫酸盐和铜盐络合物是优良的杀菌剂。由邻氨基苯酚、邻硝极苯酚、甘油和浓硫酸加热而得。二、实验目的：掌握8-羟基喹啉杂环化合物的合成原理及方法和巩固回流加热和水蒸气蒸馏等基本操作技能。三、实验原理：以邻氨基酚、邻硝基酚、无水甘油和浓硫酸为原料合成8-羟基喹啉。浓硫酸的作用是使甘油脱水形成丙烯醛，并使邻氨基酚和丙烯醛加成脱水成环。硝基酚为弱氧化剂，能将成环产物8-羟基-1,2-二氢喹啉氧化成8-羟基-喹啉，邻硝基酚本身被还原成邻氨基酚，也可参与缩合反应。反应过程可能为：主要副反应氧化：成环:氧化：四、实验步骤在圆底烧瓶中称取19g无水甘油（约0.2mol），并加入3.6g（0.026mol）邻硝基酚，5.5g（0.05mol）邻氨基酚，使混合均匀。然后缓慢加入9ml浓硫酸（约16g）。装上冷凝回流凝管，在电热套中加热，当溶液微沸时，立即移去火源。反应大量放热，待作用缓和后，继续加热，保持反应物微沸2小时。稍冷后，进行水蒸气蒸馏，除去未作用的邻硝基酚。瓶内液体冷却后，加入12g氢氧化钠和12ml水的溶液。再小心滴入饱和碳酸钠溶液，使呈中性。在进行水蒸气蒸馏。蒸出8-羟基喹啉（约收集馏液400ml）。馏出液充分冷却后，抽滤收集析出物，洗涤干燥后的粗产品约6g左右.粗产物用乙醇-水混合溶剂重结晶，得8-羟基喹啉5g左右（产率69%）。取上述0.5g产物进行升华操作，可得美丽的针状结晶，熔点76℃。五、结果与讨论实验最后得到的产品经过干燥后称重，得到6.3g产品，产率为87%。实验中有过两次水蒸气蒸馏，第一次蒸馏是蒸掉未反应的邻硝基酚，邻硝基酚溶于碱和热水，不溶于冷水，但可以与蒸汽一同挥发。因为邻硝基苯是一种淡黄色晶体，所以观察到馏出液没有颜色时就表明多余的邻硝基酚已除尽。如果此过程不除尽邻硝基酚，那么在8-羟基喹啉的产品中必然混有邻硝基酚，从而降低产品的纯度。第二次蒸馏是收集产品8-羟基喹啉，在第一次水蒸气蒸馏完全的情况下，产品的纯度很高。控制产率的关键步骤在于第二次水蒸气蒸馏前溶液的酸碱性，由于8-羟基喹啉及溶于酸又溶于碱，所以在中性时收集的产量最高。8-羟基喹啉的蒸馏液中混有部分邻氨基酚对产品的纯度没有影响，因为邻硝基酚易溶于水，只要在抽滤时用冷水洗涤一下产品就会保证产品的纯度。试剂必须顺序加入，避免浓硫酸局部放热造成危险。此外，反应为放热反应，反应前应注意开冷凝水，否则反应液会冲出去。六、注意事项1、由于反应是放热反应，溶液微沸时，说明反应开始，不应再加热，防止冲料；2、第一步水蒸气蒸馏是除去未反应的原料；反应最好在搅拌下进行，由于反应物较稠，容易聚热，应经常振荡；3、第一步水蒸气蒸馏是除去未反应的原料；4、第二步水蒸气蒸馏是蒸出产物和邻—羟基苯酚，所以在之前的中和至关重要，应该在加入氢氧化钠后，足以使8—羟基喹啉硫酸盐（包括原料邻—羟基苯胺硫酸盐）中和，所以此步骤检测Ph值大于7（约7-8），如果过高，也会成为酚钠盐析出，影响产物的产率，为确保产物蒸出，水蒸汽蒸馏后，对残液Ph值再进行一次检查，必要时再进行一次水蒸气蒸馏；5、粗产品重结晶时，使用25-40ml乙醇-水重结晶；6、产率计算基准为邻-氨基苯酚；七、粗产物分离流程图