劉利民 曾立華 李其華 曹小妹 雷春華

（湖南師范大學(xué)化學(xué)化工學(xué)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(yī)藥中間體[1-2]。微波輻射用于有機(jī)合成是20世紀(jì)80年代后期興起的一項(xiàng)有機(jī)合成新技術(shù)［3］，成為有機(jī)化學(xué)反應(yīng)研究的熱點(diǎn)之一，與傳統(tǒng)的加熱比可以成倍加快反應(yīng)速率，且具有操作簡(jiǎn)便、產(chǎn)率高等優(yōu)點(diǎn)。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)專用微波爐，YRT-3 熔點(diǎn)儀，Nicolet 310 FT-IR光譜儀

1.2 skraup 法合成8-羥基喹

1.2.1 反應(yīng)原理

1.2.2 常規(guī)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(yīng)大量放熱而比較劇烈，待反應(yīng)緩和后，繼續(xù)小火加熱，保持反應(yīng)物微沸回流1h。反應(yīng)結(jié)束后用水蒸氣蒸餾得到產(chǎn)品，經(jīng)結(jié)晶、洗滌、重結(jié)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(guī)加熱改成微波輻射加熱，其它操作同常規(guī)加熱。

1.3 產(chǎn)品的表征

合成的產(chǎn)品為淡黃色晶體，測(cè)得其熔點(diǎn)為72.4～73.4℃，與文獻(xiàn)值[5]吻合。

圖1 產(chǎn)品的紅外光譜圖

產(chǎn)品（KBr 壓片）經(jīng)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(dòng)吸收峰。1630cm-1、1507cm-1處為芳香環(huán)骨架振動(dòng)，表明有芳香環(huán)存在，符合其結(jié)構(gòu)。

2 結(jié)果與討論

2.1 乙酸用量對(duì)反應(yīng)的影響

文獻(xiàn)[4]報(bào)道在反應(yīng)體中添加乙酸能減少副反應(yīng)，提高反應(yīng)產(chǎn)率。因此，本文通過添加乙酸和改變乙酸的用量，發(fā)現(xiàn)添加乙酸且乙酸用量為3 克時(shí)，8-羥基喹啉的收率達(dá)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(duì)反應(yīng)產(chǎn)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(jié)果顯示用鄰硝基苯酚作氧化劑，用量為1.8g～2.2g 時(shí)，8-羥基喹啉的收率最高，故以下實(shí)驗(yàn)中用鄰硝基苯酚作氧化劑。

2.3 輻射溫度對(duì)反應(yīng)的影響

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

表1 溫度對(duì)反應(yīng)的的影響

結(jié)果表明：隨著溫度的升高，產(chǎn)物的產(chǎn)率升高，但是當(dāng)溫度升高至140℃后，產(chǎn)物的產(chǎn)量反而下降，這是因?yàn)闇囟忍撸磻?yīng)物碳化加重，副反應(yīng)增多。

2.4 輻射時(shí)間對(duì)反應(yīng)的影響

將三頸瓶放入微波爐中，設(shè)定溫度為140℃。輻射時(shí)間對(duì)反應(yīng)結(jié)果如下表：

表2 輻射時(shí)間對(duì)反應(yīng)的影響

結(jié)果表明：隨著反應(yīng)時(shí)間的延長產(chǎn)物的產(chǎn)率提高，但當(dāng)時(shí)間超過20 min 后，產(chǎn)率明顯降低，并且焦化加重，所以最佳輻射時(shí)間為20 min。

2.5 輻射功率對(duì)反應(yīng)的影響

將三頸瓶放入微波爐中，設(shè)定溫度為140℃，在不同的輻射功率下反應(yīng)20 min，結(jié)果如下：

表3 輻射功率對(duì)反應(yīng)的影響

結(jié)果表明，隨著輻射功率的增加，產(chǎn)物的產(chǎn)率也有所提高，這是因?yàn)檩椛涔β试酱?，達(dá)到反應(yīng)所需的溫度越快，反應(yīng)越迅速。但當(dāng)輻射功率增大到200W 以后，由于微波功率太大，在短時(shí)間內(nèi)達(dá)到反應(yīng)溫度，但這時(shí)易產(chǎn)生過熱現(xiàn)象，反應(yīng)難控制且焦化嚴(yán)重。因此本實(shí)驗(yàn)的最佳輻射功率是200W。

2.6 常規(guī)加熱與微波加熱對(duì)反應(yīng)效果的比較

根據(jù)以上摸索的最佳反應(yīng)條件，常規(guī)加熱和微波輻射的對(duì)比結(jié)果如下：

表4 常規(guī)加熱與微波加熱的反應(yīng)效果

結(jié)果表明：微波加熱法輻射20min 的產(chǎn)率明顯高于常規(guī)加熱回流1h 的產(chǎn)率。

3 結(jié)論

利用微波輻射，在最優(yōu)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(yīng)產(chǎn)率達(dá)到66%。產(chǎn)品經(jīng)熔點(diǎn)測(cè)定和紅外光譜表征，證實(shí)為目標(biāo)產(chǎn)物。與常規(guī)加熱法比，微波輻射法有縮短反應(yīng)時(shí)間、提高產(chǎn)率和效率、節(jié)約能源等優(yōu)點(diǎn)。

［1］梁誠.喹啉及其衍生物的開發(fā)與應(yīng)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(shù)進(jìn)展[J].廣州化學(xué)，2007，6，32(2).

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