实验二十八三(8-羟基喹啉)合铁的制备和性质

实验二十八三（8-羟基喹啉）合铁的制备和性质实验二十八三(8-羟基喹啉)合铁的制备和性质
一、实验目的
1(了解斯克瑞普(Skraup)合成法的基本原理
2(熟悉水蒸汽蒸馏的操作方法
3(学习过渡金属配合物的研究方法
二、基本原理
斯克瑞普(Skraup)合成法是喹啉以及其衍生物最重要的合成法之一，是将芳胺与无水甘油、硫酸和弱氧化剂硝基化合物等一起加热而得。

此反应一步完成，产率较高。

为了避免反应过于激烈，常加入少量硫酸亚铁作为氧载体。

浓硫酸的作用是使甘油脱水成丙烯醛，并使芳胺与丙烯醛的加成产物脱水成环。

丙烯醛则将1，2-二氢喹啉氧化成喹啉，本身被还原成芳胺，也可参与反应。

斯克瑞普(Skraup)合成法中所用的硝基化合物要与芳胺的结构相对应，否则将导致产生混合物。

NHOHC2+HCH2CHOCHOHCHOHCHOH22CH2NHHO
HC+HCH
-HO2CH2NNNHH
斯克瑞普反应只有当反应进行很激烈时才能得到较好的产率，反应激烈带来的矛盾是比较难以控制，改进的方法比较多，比如用不饱和醛代替甘油，结果是一样的:
NH2
CHO
NH
NH2
+
NO
斯克瑞普反应后一般都成为深色的粘稠状产物，比较适合采用水蒸汽蒸馏方法提纯。

本实验使用邻氨基苯酚和无水甘油、硫酸和邻硝基苯酚反应，合成了8-羟基喹啉。

8-羟基喹啉是常用的N, O双齿配体，可以形成多种金属配合物，在分析化学等方面有广泛的应用。

SO(浓)H24+CHOHCHOHCHOH22邻硝基苯酚NNH2
OHOH
FeCl3
EtOHNN
OHOFe3 三、主要仪器与药品
(1) 无水甘油7.5mL (9.5g,0.1mol), 邻氨基苯酚2.75g(0.025mol), 邻硝基
苯酚1.8g(0.013mol), 浓硫酸4.5mL, 氢氧化钠6g, FeClHO, 饱和碳酸钠溶液 32
四、操作步骤
1(8-羟基喹啉的合成
(1)在100mL三口烧瓶中加入7.5mL无水甘油,并加入1.8g邻硝基苯酚和2.75g 邻氨基苯酚,使混和均匀。

然后缓缓加入4.5mL浓硫酸。

装上回流冷凝管,用电热套(或在石棉网上)缓
(2)缓加热。

当溶液微沸时,立即移去热源。

反应放出大量热。

待作用缓和后,
继续加热,保持反应物微沸1小时。

(3)稍冷后,进行水蒸气蒸馏,除去未反应的邻硝基苯酚。

瓶内液体冷却后加入
6g氢氧化钠
(4)(5)和6mL水的溶液,再小心地滴加饱和碳酸钠溶液,使溶液呈中性。

(6)再次进行水蒸气蒸馏,蒸出8-羟基喹啉,馏出液冷却后滤集产物,水洗,干燥,粗产物约2.5g。

粗产物用乙醇-水(4:1)混合剂重结晶,产量约2.5g左右。

取0.5g粗品进行升华操作,可得美丽的针状结晶,熔点76?。

纯8-羟基喹啉的熔点为75-76?。

2( 三(8-羟基喹啉)合铁的合成
在100mL烧杯中加入10mL无水乙醇和0.435g 8-羟基喹啉, 电磁搅拌至固体溶解，在搅拌下滴加0.272g六水合三氯化铁的10mL水溶液，立即有深绿颜色固体生成，继续搅拌半小时，过滤收集产品，凉干后，放在真空干燥箱中干燥，称重。

3(紫外光谱的测定
-4-5分别配制10—10浓度的8-羟基喹啉和三(8-羟基喹啉)合铁的氯仿溶液，测定紫外光谱。

五(、结果与讨论
比较8-羟基喹啉和三(8-羟基喹啉)合铁的紫外光谱各特征吸收峰的位置变化，解释其原因。

六、注意事项
(1)本实验所用的甘油含水量必须少于0.5%(d=1.26),如果含水量较大,则8-羟基喹啉的产量不高,可将甘油在通风橱中于瓷蒸发器中加热至180?,冷至100?左右,放入干燥器中备用。

(2)必须移去电热套,仅靠关闭电源或降低电压是不够的。

(3)蒸至馏出液无色为止。

(4)加碱过程中,控制温度不超过40?。

(5)有气泡产生,应予注意,因8-羟基喹啉既溶于酸又溶于碱,而成盐后不被蒸出,要小心地控制pH在7-8之间,当中和恰当时,瓶内析出的8-羟基喹啉最多.
(6)8-羟基喹啉可能会在冷凝管中析出,应密切注意,一旦发生可停通冷凝水,将
其熔化而蒸出。

(7)考虑单元实验时间长,可以免去重结晶操作。

七、思考题
1(为什么第一次水蒸汽蒸馏在酸性下进行，而第二次水蒸汽蒸馏在中性下进行, 2(为什么在第二次水蒸汽蒸馏要仔细控制pH范围,碱性过强有何不利,若已发
现碱性过强时，应如何补救,
3(如果在Skraup合成中用萘胺或邻苯二胺着原料与甘油反应，应得到什么产
物,
八、参考文献
1( 王清廉，沈凤佳，《有机化学实验》(第二版)，高等教育出版社，1994
九、附录
11(8-羟基喹啉的H NMR谱
A: 8.761ppm
B: 8.34ppm
C: 8.103ppm
D: 7.44ppm
E: 7.38ppm
F: 7.29ppm
G: 7.18ppm
J(A,E)=4.2HZ. J(A,C)=1.6HZ. J(C,E)=8.3HZ. J(F,G)=2.0HZ.
J(D,G)=7.1HZ.
2(8-羟基喹啉的IR谱
执笔颜朝国。