8-羟基喹啉的合成
1.由邻氨基苯酚经环合反应制得。将甘油加入耐酸反应锅内,在搅拌下缓缓加入浓硫酸,同时将邻氨基苯酚、邻硝基苯酚依次加入,发烟硫酸先加入总量的65%。加热升温至125℃,停止加热,自然升温至140℃,待温度回降至136℃。将其余的发烟硫酸继续加入,温度保持在137℃。加酸结束后,保温4h,冷却至100℃以下,抽入盛放10倍量水(按邻氨基苯酚计)的耐酸锅中,搅拌,加热至75-80℃,用30%的氢氧化钠溶液中和至pH为7-7.2。趁热放出沉淀物,冷却成块状,经减压升华,得8-羟基喹啉成品。
2.将邻氨基酚、邻硝基酚、甘油、冰乙酸混合,分次加入浓硫酸,将混合物加热至开始沸腾为止。然后在油浴上回流,用水蒸气蒸馏的方法除去未反应的邻硝基苯酚。冷却,用氢氧化钠溶液中和,并以水蒸气蒸馏的方法回收,即得8-羟基喹啉。
3.由喹啉经磺化得到8-磺酸基喹啉,再经过碱熔得到8-羟基喹啉碱,最后经酸化得到8-羟基喹啉。制取工艺如下:
①磺化过程 以喹啉为原料,在搅拌条件下将原料慢慢加入到硫酸中,砂浴加热,在100~180℃下,磺化2~3h。然后自然冷却至室温,再用冰水进一步冷却,过滤烘干,得产物8-磺酸基喹啉。
②碱熔过程 在搅拌条件下,慢慢将磺化品加入到熔融的碱中,在200~240℃左右熔融30~40min,冷却后加入热水,并加热,使其全部溶解,冷却至室温后,再用稀酸中和至pH=7,待结晶析出后,抽滤,将滤饼晾干。
③蒸馏过程 将碱熔产品用水蒸气蒸馏,冷却,结晶即为产品8-羟基喹啉。
总体判断思路:分子内氢键仅在分子内部两个可能发生氢键作用的基团的空间位置合适时才会形成。不合适时,不能形成分子内氢键,只能形成分子间氢键。通常较多的是分子间氢键
一、氢键形成的条件
1、 与电负性很大的原子A 形成强极性键的氢原子
2、较小半径、较大电负性、含孤电子对、带有部分负电荷的原子B (F、O、N)
要判断是否存在分子内氢键,通常一定要画图,分析空间位置。
二、分子内氢键:氢键发生在同一分子内者
1、在分子内部除了应具备形成氢键的原子(与H连接的F、O、N)。
2、还必须满足:形成氢键的原子处于合适的位置方能形成。通常以六边形或五边形的生成最适合,且尽可能在同一平面上。如邻硝基苯酚、邻氨基苯酚
以邻硝基苯酚为例,可能形成氢键的基团是硝基和羟基,这两个基团靠得较近,可以形成分子内氢键。相反如果硝基处于间位或对位,两个基团离得太远,不能形成分子内氢键(可能形成氢键的两个基团中X-H-Y间距离超过0.3纳米就不能形成氢键了)
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氨基苯酚又称羟基苯胺、氨基羟基苯。有3种异构体,即邻氨基苯酚、间氨基苯酚、对氨基苯酚。1874年Baeyer等首先制得对氨基苯酚。因羟基和氨基的相对位置不同,三者在物理化学性质方面也不相同。本品显弱碱性及弱酸性以及强还原性。因同时具有氨基和苯酚两个基团,因此具有二者的通性。在空气和日光中很不稳定,尤其是在湿空气中对氧敏感,特别是邻位和对位更易被氧化而使颜色加深,主要是氧化后生成氨基吩恶嗪衍生物。
对氨基苯酚上乙酰基时可能会产生乙酸对氨基苯酚酯和乙酸对乙酰胺基苯酚酯,同样上述副反应也可能产生乙酸邻氨基苯酚酯和乙酸邻乙酰胺基苯酚酯
Dissociation Constants of Organic Bases in Aqueous Solution (25oC)
序号(No.)
名称(Name)
化学式(Chemical formula)
Kb
pKb
1
甲胺
CH3NH2
4.17×10-4
3.38
2
尿素(脲)
CO(NH2)2
1.5×10-14
13.82
3
乙胺
CH3CH2NH2
4.27×10-4
3.37
4
乙醇胺
H2N(CH2)2OH
3.16×10-5
4.50
5
乙二胺
H2N(CH2)2NH2
8.51×10-5(K1)
4.07
7.08×10-8(K2)
7.15
6
二甲胺
(CH3)2NH
5.89×10-4
3.23
7
三甲胺
(CH3)3N
6.31×10-5
4.20
8
三乙胺
(C2H5)3N
5.25×10-4
3.28
9
丙胺
C3H7NH2
3.70×10-4
3.432
10
异丙胺
i-C3H7NH2
4.37×10-4
3.36
11
1,3-丙二胺
NH2(CH2)3NH2
2.95×10-4(K1)
3.53
3.09×10-6(K2)
5.51
12
1,2-丙二胺
CH3CH(NH2)CH2NH2
5.25×10-5(K1)
4.28
4.05×10-8(K2)
7.393
13
三丙胺
(CH3CH2CH2)3N
4.57×10-4
3.34
14
三乙醇胺
(HOCH2CH2)3N
5.75×10-7
6.24
15
丁胺
C4H9NH2
4.37×10-4
3.36
16
异丁胺
C4H9NH2
2.57×10-4
3.59
17
叔丁胺
C4H9NH2
4.84×10-4
3.315
18
己胺
H(CH2)6NH2
4.37×10-4
3.36
19
辛胺
H(CH2)8NH2
4.47×10-4
3.35
20
苯胺
C6H5NH2
3.98×10-10
9.40
21
苄胺
C7H9N
2.24×10-5
4.65
22
环己胺
C6H11NH2
4.37×10-4
3.36
23
吡啶
C5H5N
1.48×10-9
8.83
24
六亚甲基四胺
(CH2)6N4
1.35×10-9
8.87
25
2-氯酚
C6H5ClO
3.55×10-6
5.45
26
3-氯酚
C6H5ClO
1.26×10-5
4.90
27
4-氯酚
C6H5ClO
2.69×10-5
4.57
28
邻氨基苯酚
(o)H2NC6H4OH
5.2×10-5
4.28
1.9×10-5
4.72
29
间氨基苯酚
(m)H2NC6H4OH
7.4×10-5
4.13
6.8×10-5
4.17
30
对氨基苯酚
(p)H2NC6H4OH
2.0×10-4
3.70
3.2×10-6
5.50
31
邻甲苯胺
(o)CH3C6H4NH2
2.82×10-10
9.55
32
间甲苯胺
(m)CH3C6H4NH2
5.13×10-10
9.29
33
对甲苯胺
(p)CH3C6H4NH2
1.20×10-9
8.92
34
8-羟基喹啉(20℃)
8-HO—C9H6N
6.5×10-5
4.19
35
二苯胺
(C6H5)2NH
7.94×10-14
13.1
36
联苯胺
H2NC6H4C6H4NH2
5.01×10-10(K1)
9.30
4.27×10-11 (K2)
10.37
制备[4]
在带有温度计和回流管的反应瓶中加入溶剂,边搅拌边依次加入一定量的邻卤苯甲酸、碳酸钾、催化剂和苯胺,将体系升温后回流开始反应,TLC 追踪显示反应完毕后停止加热。加入冷却水使体系降温至 60~80℃,加入活性炭和九水硫化钠,持续搅拌至体系均匀后过滤,再加入浓盐酸调节滤液 pH 至 1~2,将析出物过滤、 水洗、烘干, 经柱层析纯化后得到 N-苯基邻氨基苯甲酸,反应方程式如下:
胡孝伦等人以邻卤苯甲酸和苯胺为主要原料,采用乌尔曼缩合法合成了N-苯基邻氨基苯甲酸,研究了原料、催化剂、温度、溶剂等因素对反应的影响。实验结果表明,邻碘苯甲酸的反应活性较高氧化铁铜催化剂的活性对温度变化不敏感,在不同温度下均有较好的催化效果,而以铜粉、氧化铜或氯化铜为催化剂时反应温度越高催化效果越好以二甲基亚砜(DMSO)为溶剂时产物收率整体较高,最高可达92%。
应用[2-3] [5]
CN201410437363.1公开了一种测定钒铁合金中钒元素的方法,该方法在硫磷混酸介质中用高锰酸钾将钒氧化成五价,过量的高锰酸钾在尿素存在下用亚硝酸钠还原,以N-苯基邻氨基苯甲酸为指示剂,用硫酸亚铁铵标准溶液进行滴定,测定范围为0.5%以上。该方法将称样量减少为0.1g,将溶解试样过程改为:加入盐酸20-50mL、硝酸5-15mL、磷酸10mL,微热至试样溶解,加入1+1硫酸30mL,加热蒸发至冒硫酸烟2-3分钟。稍冷,加水50mL,加热溶解盐类。这样改进后,很容易做到溶解试样完全,溶样时间大幅度缩短,在既不影响检测结果准确性的前提下,提高工作效率。
CN201410122824.6公开了一种锡铈合金电镀溶液硫酸铈含量的测定方法,属电镀溶液分析技术领域,其主要技术特征是它采用一定浓度的高氯酸、磷酸、硝酸对待测电镀溶液进行氧化处理,以N-苯基邻氨基苯甲酸为指示剂,用硫酸亚铁铵标准滴定溶液滴定四价铈为三价铈的方法来测定锡铈合金电镀溶液中硫酸铈的含量,该测定方法具有检测简单,检测过程方便、快捷、环保,费用成本低,检测结果准确一致等特点。
CN201410415911公开了一种钒电池电解液中四价和五价钒离子浓度的测定方法,是在正极试液中在硫酸介质下用高锰酸钾将四价钒氧化成五价钒,在尿素存在下,用亚硝酸钠分解过量的高锰酸钾,以N-苯基邻氨基苯甲酸为指示剂,采用硫酸亚铁铵标准溶液滴定,测定电解液中总钒离子浓度。在另一正极试液中在硫酸介质下,以N-苯基邻氨基苯甲酸为指示剂,采用硫酸亚铁铵标准溶液滴定,测定正极电解液中五价钒离子浓度。总钒离子浓度减去五价钒离子浓度即得四价钒离子浓度。本发明不仅操作方便,而且测定的钒电池电解液中四价和五价钒离子浓度准确率高,其测定结果有良好的稳定性、重现性和准确性,完全能满足日常测定钒电池电解液中四价和五价钒离子浓度的需要。