8-羥基喹啉合成工藝路線概述

       8-羥基喹啉是一個重要的有機合成中間體，其合成工藝及衍生物的制備、生物活性的研究是目前化學、藥學和醫學界的熱點內容之一。8-羥基喹啉作為性能優異的金屬離子螯合劑，己**應用于冶金工業和分析化學中的金屬元素化學分析、金屬離子的萃取、光度分析和金屬防腐。由于8-羥基喹啉以及衍生物大多數具有生物活性，在醫藥工業領域內的應用也十分**。8-羥基喹啉直接用作消毒劑，它的鹵化衍生物、硝化以及N-氧化物是合成藥物的原料，還作為合成農藥、染料和其他功能材料的中間體。如把8-羥基喹啉鍵合在高分子樹脂上，使其高分子化，在分析、環境和材料以及電致發光、導電聚合物等方面有廣闊的應用前景。

      8-羥基喹啉的制備方法有喹啉磺化堿融、氯代喹啉水解，氨基喹啉水解和Skraup合成等四種方法。方法(1):生產規模約在幾百噸年8-羥基喹啉的制備方法主要是以喹啉為原料，經過磺化，堿融，中和，蒸餾和水蒸汽蒸餾等過程得到。由于喹啉的資源有限，這種方法受到一定程度的限制。方法(2):以鄰氨基苯酚、甘油或丙烯醛為主要原料，經過環合、中和、蒸餾和重結晶等工序得到8-羥基喹啉。該法使用的原料工業上可大量供應，因此是生產8-羥基喹啉*有前景的合成方法。方法(3)和(4)是以8-氨基或8_鹵代喹啉為原料，經水解反應得到8-羥基喹啉，該種方法原料難以獲得，所以只有一些特殊結構的8-羥基喹啉衍生物制備才有價值。

    （1）喹啉磺化堿熔法

       喹啉的磺化是在40℃以下把喹啉慢慢滴加到65%發煙硫酸中，然后加熱到120℃反應一段時間，冷卻，加水稀釋過濾出8-喹啉磺酸?；腔臏囟葘?-喹啉磺酸的質量和收率影響很大，由于喹啉的磺化時有5-喹啉磺酸生成，它在水中的溶解性比8-喹啉磺酸大，所以加水析出8-喹啉磺酸時，5-喹啉磺酸會留在母液中，但母液長時間放置，也能析出5-喹啉磺酸。

      8-喹啉磺酸的堿熔方法有常壓高溫堿融和中溫堿熔法，堿熔的溫度230-360℃，反應速度快，時間短，但會有一些8-喹啉磺酸分解，堿熔過程中喹啉的氣味也比較大。常壓堿熔時，由于生成的8-基喹啉易被空氣氧化，所以要用水蒸氣加以保護;在堿熔初期由磺酸帶入的水和反應生成的水起保護作用，但在反應后期，則需要在堿熔物的表面通入適量的水蒸氣。

     堿熔完成后，降溫，放入水中溶解，然后中和到pH=7析出8-羥基喹啉，過濾，再用水蒸氣蒸餾精制得到純品。該法反應簡單，技術比較成熟，所以工業上一直在使用。生產1噸8-羥基喹啉約消耗1.8噸或者更低的喹啉，該法生產的8-羥基喹啉為白色晶體粉末，質量高，含量可大于99.5%以上。

   （2） 氯代喹啉的水解

       8-氯喹啉在0.5%銅鹽催化劑和1 % KMnO;氧化劑存在的條件下，加熱到320℃，反應時間為2 min，生成93%的8-羥喹啉。8-氯喹啉與NaOH在中壓的條件下加熱，得到87%的8-羥基喹啉。而8-氯喹啉的制備是用鄰氯苯胺和丙烯醛縮合得到的，收率中等，而且鄰氯苯胺毒性較大，含氯有機物堿解的腐蝕性也大，所以該方法*對一些價格昂貴中間體的合成有意義。

     （3）氨基喹啉的水解

       8-氨基喹啉在高壓釜中加熱幾乎得到定量收率的8-羥基喹啉，8-氨基喳喹啉是通過8-硝基喹啉還原，8-硝基喹啉的制備是用含喹啉的混酸硝化，得到5-硝基喹啉和8-硝基喹啉，而分離這兩個異構體的費用比較高。所以從經濟和合成步驟上評價，通過氨基喹啉水解制備8-羥基喹啉不是**的合成路線。

    （4）Skraup合成法

      Skraup合成法*初是用鄰氨基苯酚、濃硫酸、甘油和鄰硝基苯酚共熱得到8-羥基喹啉。在這個反應中，甘油在高溫(120 -180℃)下受濃硫酸的作用脫水形成丙烯醛，再與鄰氨基酚縮合為二氫喹啉，二氫喹啉被鄰硝基苯酚氧化為8-羥基喹啉，而鄰硝基苯酚被還原為鄰氨基酚。該方法經過不斷的改進，可以得到90%以上的收率。這些改進包括用乙酸代替大部分的硫酸，加入硫酸亞鐵和硼酸來緩和劇烈的反應，以減少焦油的生成量。除了用硝基物作為氧化劑外，砷酸、釩酸、三氧化鐵、四氯化錫、硝基苯磺酸、碘等也可選用為該反應的氧化劑。一般來說，鄰硝基苯酚是比較好的氧化劑，因為被還原后生成鄰氨基苯酚，可以參與形成8-羥基喹啉的反應，從8-羥基喹啉的收率超過100%的事實可得到證實。

      實際上，以甘油為原料的8-羥基喹啉的合成路線存在以下缺點：每摩爾的鄰氨基苯酚需要3 mol的甘油，2-3 mol的濃 硫酸，反應后要用堿中和，廢液中含有大量的有機物和無機鹽。后處理操作比較復雜，需要溶劑萃取、蒸餾和水蒸氣蒸餾等步驟。另外用該法生產的8-羥基喹啉質量、外觀和氣味有待進一步改進。