喹啉天然产物的应用

摘要

喹啉为无色液体。能与醇、醚及二硫化碳混溶，易溶于热水，难溶于冷水。具吸湿性，能从空气中吸收水分，至含水22%，能随水蒸气挥发。异喹啉又称苯并吡啶，无色结晶，能与多种有机溶剂混溶，溶于稀酸；具吸水性，碱性较喹啉强；有类似茴香油和苯甲醚气味。综述部分喹啉，异喹啉天然产物的合成以及化学合成的研究进展，并对其现存问题和发展方向进行分析和展望。

关键词

喹啉；应用

1 喹啉类化合物的合成

1.1煤焦油提取法

在萘油加工过程中，稀硫酸洗涤萘油时所产生的废酸中就溶有硫酸喹啉，一般含量约为20%，用二甲苯做萃取剂，抽提掉废酸中的中性油类后，用氢氧化钠中和游离酸，中和后粗喹啉进行精馏处理。

1.2 Skraup法

将苯胺和甘油的混合物与硝基苯和浓硫酸一起加热，即可得到喹啉，该法是目前工业化生产主导方法，可以通过选择不同的芳香胺和取代的α,β-不饱和羰基化合物，能够制取各种取代的喹啉和含有喹啉的稠环化合物。如2-甲基喹啉、3-甲基喹啉、4-甲基喹啉多用该法生产。

1.3 Doebner-Von miller法

用芳香胺与一种醛类在浓盐酸存在共热，可以加入氧化剂，也可以不加，则生产相应取代喹啉，如2-甲基喹啉、2-苯基喹啉、2，4-二甲基喹啉、2-苯基-4-羧基喹啉等可以采取该法生产。

1.4 Combes法

将芳香胺与β-二羰基化合物在酸性环境中进行缩合，可以得到喹啉环，如羟基喹啉、烷基取代羟基喹啉、乙酯基羟基喹啉等均可以采用该法生产。

2 喹啉类产物的应用

世界上喹啉生产与消费主要集中在美国、日本、西欧等工业发达国家和地区 ,许多公司采用煤焦油提取方法生产精喹啉 , 也有部分公司采用化学合成方法生产多种喹啉的衍生物。近年来关于含有喹啉结构的新型医药、农药和染料开发比较活跃。我国喹啉的提取与研究开发较早, 目前有一定数量供应国内市场,其中精喹啉和异喹啉生产主要采用从煤焦油提取而得。另外还有部分化学试剂公

司提供试剂的喹啉产品。近年来我国喹啉的衍生物开发也取得了较大进步 , 国内有多家企业能够生产喹啉酸、喹啉酮、氢化喹啉、卤代喹啉、硝化喹啉、羟基喹啉、盐酸喹啉、羧酸喹啉等。喹啉是一种重要的精细化工原料, 主要用于合成医药、染料、农药和多种化学助剂。许多喹啉化合

物都是重要医药中间体 , 而且近年来许多含喹啉环的新型药物被不断开发出来。喹啉本身最初也是从抗疟药物奎宁经过蒸馏而得到。主要应用于合成抗疟药物 ,如补疟喹、磷酸氯喹、磷酸伯胺喹和胺酚喹啉等;解热镇痛药物辛可芬 ;局部麻醉药物盐酸地布卡因;抗阿米巴病药喹碘仿、氯碘喹啉、双碘喹啉等;抗菌素药物克菌定;由喹啉环及其它杂环可以合成扑蛲灵和克泻痢宁 ;许多取代喹啉 N-氧化物都是重要药物 ,如4-氨基-5-硝基喹啉N-氧化物有抑制肿瘤生长的作用 ,甲基喹啉 N-氧化物和它的4-硝基-3-氯喹啉衍生物都具有显著的抗细菌和抗真菌药效, 美国新开发的强抗菌剂 Utibid 就是一种喹啉酮化合物。

2.1染料

以喹啉及喹啉衍生物可以合成酸性染料黄 3 、直接黄 22 、溶剂黄 33 和Palanil 黄 3G , 这些品种都是黄色染料的主导品种;喹啉类花青染料目前仍是彩色照相的重要光敏物质, 不同数量的喹啉环组成可使光的敏感区域从紫外光到红外光或其中任意一段;喹啉经过硝化、还原得到氨基喹啉, 主要用于纺织品染色辅助剂和毛发、毛皮染色剂。喹啉在结构上为吡啶环与苯环的稠合体 ,在化学性质上近似于吡啶和萘 ,其亲电取代几乎仅发生于苯环, 亲核取代则几乎发生于吡啶环。在合成吡啶环上取代的 AQ 时 , 一般可以由喹啉取代直接合成 ,苯环上取代的 AQ 则有较为经典。

2.2食品饲料添加剂

喹啉氧化可以得到烟酸。烟酸是一种重要的维生素 ,可以合成多种烟酸系药物,如烟酸胺、强心剂、兴奋剂等。除了合成多种药物外 ,还广泛应用作食品和饲料添加剂 ,近年来国内烟酸发展非常迅速。烟酸也称作维生素B3，或维生素PP，耐热，能升华。烟酸又名尼克酸、抗癞皮病因子。在人体内还包括其衍生物烟酰胺或尼克酰胺。它是人体必需的13种维生素之一，是一种水溶性维生素，属于维生素B族。烟酸在人体内转化为烟酰胺，烟酰胺是辅酶Ⅰ和辅酶Ⅱ的组成部分，参与体内脂质代谢，组织呼吸的氧化过程和糖类无氧分解的过程

2.3农药

喹啉许多衍生物为重要的农药品种 ,如 7-氯喹啉 N-氧化物可作为谷物种

植中阔叶杂草的除草剂 ;取代 8-氨基喹啉具有植物性毒素活性 ,可以制备除草剂 ;由 N-取代的二硫化氨基甲酸的喹啉酯制得除草剂 ,活性可与 2 , 4-D 相比, 而且毒性和残留性较低;氨基甲酸的喹啉酯、喹啉-8-羧酸衍生物及其盐都具有较好杀虫性能;8-羟基喹啉的铜盐是非常有效的杀菌剂。

2.4抗氧化剂

大多数含喹啉环的抗氧化剂都是 1 , 2-二氢喹啉的衍生物 ,多种 1 , 2-

二氢烷基喹啉都是国内外早已生产与应用的优良抗氧剂, 可以作为抗臭氧化剂、防老剂应用于橡胶加工业中, 也可以用作食品抗氧剂及润滑油添加剂等。如目前全球橡胶抗氧化剂三大主导品种之一的橡胶防老剂 RD 就含有喹啉环结构。

2.5药物

自从认识到氯代喹啉胺类化合物具有抗疟疾作用以来,喹啉衍生物至今仍是抗疟疾的主要药物。4-氨基喹啉类药物最先应用于临床, 主要代表为氯喹,目前国内外仍将其作为控制疟疾病的首选药物。以氯喹作为主体修饰, 也是研究新的抗疟药物的主要方向:如卡莫喹和毒性较低于氯喹的吡咯喹;一类代表性的 , 对 DNA 和RN A 的复制有明显抑制作用的、具有长链聚氨基侧链的化合物;具有一定抗炎止痛作用的 4-位氨基的邻位苯醚取代化合物;以及在四氢萘酚环上引入叔丁胺结构 ,合成的 4-位四氢萘酚取代物等。此外 ,这一系列喹啉的 1-氧化物也能表现出良好的抗疟活性。比如卡莫喹的 1-氧化物对鼠疟的作用就比卡莫喹强 3 ～ 4 倍 ;具有其它侧链改变的一系列 1-氧化物也表现出不同程度的抗疟活性。

后来的研究中还发现, 将 7-位氯替换为其他官能团,很多化合物的抗疟活性有明显增强。如 7-三氟甲基、4-位酚类取代系列的侧链化合物