实验三 8-羟基喹啉的制备预习报告

8-羟基喹啉的制备
1、实验目的
(1)、掌握环合的Skraup （斯克劳普）反应原理，它是用苯胺与无水甘油，浓硫酸及弱氧化剂硝基化合物等一起加热而得。

浓硫酸的作用使甘油脱水成丙烯醛，并使苯胺与丙烯醛的加成物脱水成环。

硝基化合物则将1.2-二氢喹啉氧化成喹啉，本身被还原成芳胺也可以参加缩合。

(2)、巩固回流加热等基本操作，掌握减压升华的实验方法
2、实验原理
Skraup 反应，是合成杂环化合物喹啉及其衍生物最重要的方法，它是用苯胺与无水甘油，浓硫酸及弱氧化剂硝基化合物等一起加热而得，为了避免反应过于剧烈，常加入FeSO 4作为氧的载体。

浓硫酸的作用使甘油脱水成丙烯醛，并使苯胺与丙烯醛的加成物脱水成环。

硝基化合物则将1.2-二氢喹啉氧化成喹啉，本身被还原成芳胺也可以参加缩合。

反应中所用的硝基化合物，要与芳胺的结构相对应，否则会导致产生混合物。

8－羟基喹啉形成的过程如下：
3、实验仪器设备和药品
实验仪器：三口烧瓶（250ml ）、球形冷凝管、分液漏斗(500ml) 、干燥管、滴管、电子天平、布氏漏斗（φ8）、电动搅拌器、旋转蒸发仪、水浴锅、电热干燥箱、直形冷肼管、玻璃水泵、温度计（0℃~300℃）、烧杯（500ml ）、量筒（100ml ）、滴液漏斗（60ml ）、蒸馏烧瓶、牛角管、酒精灯、石棉网、铁架台、锥形瓶、橡胶塞
实验药品：邻氨基苯酚，邻硝基苯酚，丙三醇，浓硫酸，发烟硫酸，无水乙醇
4、药品主要性质和用途 ①邻氨基苯酚: 分子式：C6H7NO ，分子量：109.13
物理性质:白色针状晶体，久置时转变成粉红色至棕色或黑色。

熔点177℃，进一步加热时则升华。

沸点153℃（1.47kPa ），密度1.328。

溶于水、乙醇和乙醚，微溶于苯。

遇三氯化铁变成红色。

与无机酸作用生成易溶于水的盐。

用途:用于制硫化染料和偶氮染料，也用作毛皮染料（毛皮黄A ）。

作为有机合成和染料中间体。

用于生产酸性媒介蓝R 、硫化黄棕、荧光增白剂EBF 等。

也是金、银的检定试剂。

该品被皮肤吸收会引起皮炎，引起高铁血红蛋白症和哮喘。

②邻硝基苯酚：结构式
__OH OH NH 2+CH 2CH CHO OH N H CH 2CH CH HO H +OH N H OH H 2O OH N H __NO 2OH N
分子式：C6H5NO3，分子量：139.11
物理性质：浅黄色针晶或棱晶。

熔点44～45℃，沸点216℃，相对密度1.2941(40/4℃)，折射率nD(50℃)1.5723。

溶于乙醇、乙醚、苯、二硫化碳、苛性碱和热水中，微溶于冷水。

能随水蒸气挥发。

有毒。

有杏仁味。

用途：用于医药，染料，橡胶助剂，感光材料的中间体；亦可用作单色PH值指示剂。

③甘油中文名称：丙三醇分子式： C3H8O3 分子量：92.09 外观与性状：无色粘稠液体, 无气味, 有暖甜味, 能吸潮。

熔点(℃)：20 沸点(℃)： 290.9 相对密度(水=1)： 1.26331(20℃)溶解性：可混溶于乙醇，与水混溶，不溶于氯仿、醚、二硫化碳，苯，油类。

可溶解某些无机物。

主要用途：用于气相色谱固定液及有机合成, 也可用作溶剂、气量计及水压机减震剂、软化剂、防冻剂，抗生素发酵用营养剂、干燥剂等。

能从空气吸收潮气，也能吸收硫化氢，氰化氢、二氧化硫。

对石蕊呈中性。

长期放在0℃的低温处，能形成熔点为17．8℃的有光泽的斜方晶体。

遇三氧化铬、氯酸钾、高锰酸钾等强氧化剂能引起燃烧和爆炸。

无毒。

燃爆危险：本品可燃，具刺激性。

危险特性：遇明火、高热可燃。

④8-羟基喹啉: C9H7NO 熔点（℃）75～76（分解）沸点（℃）267 白色或淡黄色晶体或结晶性粉末；露光变黑。

有石炭酸气味。

熔点75～76℃，易溶于乙醇、丙酮、氯仿、苯和矿酸,几乎不溶于水。

8-羟基喹啉是两性的，能溶于强酸、强碱，在碱中电离成负离子，在酸中能结合氢离子，在PH=7时溶解性最小。

能与金属离子络，广泛用于金属的测定和分离，是沉淀和分离金属离子的沉淀剂和萃取剂；可以制染料和药物的中间体。

其硫酸盐和铜盐络合物是优良的杀菌剂。

在医药工业上,主要用于合成氯碘羟喹（Clioquinol）、双碘喹啉（Diiodhydroxyquinoline）或Zodoquinol和克泻痢宁（Oxyquinoline phthalyl sulfathiazole）。

5、实验步骤
①在125毫升圆底烧瓶中加入无水甘油、邻硝基苯酚和邻氨基苯酚，混合均匀后缓慢加入浓硫酸，装上回流装置，小火加热，微沸，撤去火源，待作用缓和后，再继续加热，保持回流1～1.5小时。

②稍冷后，进行水蒸气蒸馏，除去未作用的邻硝基苯酚。

将3克氢氧化钠溶于6毫升水中，待烧瓶内液体冷却后加入，用饱和碳酸钠溶液调至中性，再进行第二次水蒸气蒸馏，蒸出8-羟基喹啉。

③待馏出液充分冷却后，抽滤收集析出物，即得粗产品。

④粗产品用4:1（体积）的乙醇-水重结晶。

⑤升华粗产物，得到高纯度的固体有机化合物。

常压升华按下图装置，在蒸发皿或烧杯中放置粗产品，蒸发皿上面覆盖一张刺有许多小孔的滤纸（最好在蒸发皿的边缘上先放置大小合适的用石棉纸做成的窄圈，用以支持此滤纸）。

然后将大小合适的玻璃漏斗倒盖在上面，漏斗的颈部塞有玻璃毛或脱脂棉花团，以减少蒸气逃逸。

或将大小合适的圆底烧瓶置于烧杯上，烧瓶内装冷水，在石棉网上渐渐加热蒸发皿或烧杯（最好能用砂浴或其他热浴），小心调节火焰，控制浴温低于被升华物质的熔点，使其慢慢升华。

蒸气通过滤纸小孔上升，冷却后凝结在滤纸上、漏斗壁或烧杯上
6、操作重点及注意事项
第二次蒸馏时如果还有很多产物无法蒸出，应该：
①可能是ph值的问题，应调节ph为7，如果超过，则用HCL调回
②可能是蒸馏时间不够，应继续蒸馏
蒸馏到后面浓液水位高容易冲到蒸馏头上，可以：
①调节水蒸气导管上的铁夹控制水蒸气的流量
②将棕黑色溶液分开两次蒸馏以提高产率
7、实验装置
冷凝回流蒸馏升华
8、补充知识点
一、升华基本原理：
二、蒸馏
1、定义
指利用液体混合物中各组分挥发性的差异而将组分分离的传质过程。

将液体沸腾产生的蒸气导入冷凝管，使之冷却凝结成液体的一种蒸发、冷凝的过程。

蒸馏是分离混合物的一种重要的操作技术，尤其是对于液体混合物的分离有重要的实用意义。

2、分类：
（1）按方式分：简单蒸馏、平衡蒸馏、精馏、特殊精馏
（2）按操作压强分：常压、加压、减压
（3）按混合物中组分：双组分蒸馏、多组分蒸馏
（4）按操作方式分：间歇蒸馏、连续蒸馏
3、实验室蒸馏操作
主要仪器：蒸馏烧瓶,温度计,冷凝管,牛角管,酒精灯,石棉网,铁架台,锥形瓶,橡胶塞蒸馏操作是化学实验中常用的实验技术，一般应用于下列几方面：
（1）分离液体混合物，仅对混合物中各成分的沸点有较大的差别时才能达到较有效的分离；
（2）测定纯化合物的沸点；
（3）提纯，通过蒸馏含有少量杂质的物质，提高其纯度；
（4）回收溶剂，或蒸出部分溶剂以浓缩溶液。

加料：将待蒸馏液通过玻璃漏斗小心倒入蒸馏瓶中，要注意不使液体从支管流出。

加入几粒助沸物，安好温度计，温度计应安装在通向冷凝管的侧口部位。

再一次检查仪器的各部分连接是否紧密和妥善。

加热：用水冷凝管时，先由冷凝管下口缓缓通入冷水，自上口流出引至水槽中，然后开始加热。

加热时可以看见蒸馏瓶中的液体逐渐沸腾，蒸气逐渐上升。

温度计的读数也略有上升。

当蒸气的顶端到达温度计水银球部位时，温度计读数就急剧上升。

这时应适当调小煤气灯的火焰或降低加热电炉或电热套的电压，使加热速度略为减慢，蒸气顶端停留在原处，使瓶颈上部和温度计受热，让水银球上液滴和蒸气温度达到平衡。

然后再稍稍加大火焰，进行蒸馏。

控制加热温度，调节蒸馏速度，通常以每秒1～2滴为宜。

在整个蒸馏过程中，应使温度计水银球上常有被冷凝的液滴。

此时
蒸馏
的温度即为液体与蒸气平衡时的温度，温度计的读数就是液体（馏出物）的沸点。

蒸馏时加热的火焰不能太大，否则会在蒸馏瓶的颈部造成过热现象，使一部分液体的蒸气直接受到火焰的热量，这样由温度计读得的沸点就会偏高；另一方面，蒸馏也不能进行得太慢，否则由于温度计的水银球不能被馏出液蒸气充分浸润使温度计上所读得的沸点偏低或不规范。

观察沸点及收集馏液：进行蒸馏前，至少要准备两个接受瓶。

因为在达到预期物质的沸点之前，带有沸点较低的液体先蒸出。

这部分馏液称为“前馏分”或“馏头”。

前馏分蒸完，温度趋于稳定后，蒸出的就是较纯的物质，这时应更换一个洁净干燥的接受瓶接受，记下这部分液体开始馏出时和最后一滴时温度计的读数，即是该馏分的沸程（沸点范围）。

一般液体中或多或少地含有一些高沸点杂质，在所需要的馏分蒸出后，若再继续升高加热温度，温度计的读数会显著升高，若维持原来的加热温度，就不会再有馏液蒸出，温度会突然下降。

这时就应停止蒸馏。

即使杂质含量极少，也不要蒸干，以免蒸馏瓶破裂及发生其他意外事故。

蒸馏完毕，应先停止加热，然后停止通水，拆下仪器。

拆除仪器的顺序和装配的顺序相反，先取下接受器，然后拆下尾接管、冷凝管、蒸馏头和蒸馏瓶等。

操作时要注意：
（1）在蒸馏烧瓶中放少量碎瓷片，防止液体暴沸。

（2）温度计水银球的位置应与支管口下缘位于同一水平线上。

（3）蒸馏烧瓶中所盛放液体不能超过其容积的2/3，也不能少于1/3。

（4）冷凝管中冷却水从下口进，上口出。

（5）加热温度不能超过混合物中沸点最高物质的沸点。