CN104710357A - 一种8-羟基喹啉的合成方法 - Google Patents
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Abstract
本发公开了一种8-羟基喹啉的合成方法,步骤:(1)催化剂的制备:将硝酸盐分散溶解到有机溶剂中,加入氯化物或硫酸盐的纳米粉末,在搅拌超声后,将有机溶剂蒸干,真空干燥,研磨成细粉,得到磺化反应的催化剂;(2)在反应瓶中加入65%发烟硫酸,开动搅拌,加入制备的催化剂,室温下滴入喹啉,加热升温,磺化,冷却至室温,加水稀释,过滤,干燥得8-磺酸基喹啉;(3)在反应瓶中加入氢氧化钠,升温,使其熔融,开动搅拌,加入8-磺酸基喹啉,同时通入水蒸汽,保温反应。反应完成后降温,加入蒸馏水使其溶解,继续降温到室温后,用稀硫酸中和至溶液pH=7,把析出的结晶过滤后用水蒸气蒸馏,原料转化率高、操作简便、收率高、成本低、易于工业化生产。
Description
技术领域
本发明属于医药中间体合成技术领域,更具体涉及一种8-羟基喹啉的合成方法。
背景技术
8-羟基喹啉是重要的有机合成中间体,其硫酸盐和铜盐是优良的防腐剂、消毒剂和防霉剂。它也是卤化喹啉类抗阿米巴药物的中间体,包括喹碘仿、氯碘喹啉、双电喹啉等。这类药物通过抑制肠内共生菌而发挥抗阿米巴作用,对阿米巴痢疾有效,对肠道外阿米巴原虫无影响。8-羟基喹啉也是燃料、农药的中间体。同时该品还可作为化学分析的络合滴定指示剂。由于8-羟基喹啉在医药、农药、染料等领域有着广泛用途,因此它的合成方法的研究也就具备了非常高的实用价值。
8-羟基喹啉的合成方法有喹啉磺化碱熔、氯代喹啉水解、氨基喹啉水解和Skraup合成等四种方法,其中氯代喹啉水解和氨基喹啉水解由于原料难以获得,所以只有一些特殊结构的8-羟基喹啉衍生物制备才有价值。喹啉磺化碱熔和Skraup合成是工业上具有竞争力的两种合成方法,而从目前市场来看,喹啉磺化碱熔法工艺更简单,成本上更具优势,并且提高了喹啉资源的利用价值。
喹啉磺化碱熔法目前的传统工艺是先喹啉磺化生成8-磺酸基喹啉,然后8-磺酸基喹啉碱熔生成8-羟基喹啉。喹啉磺化在生成8-磺酸基喹啉的同时,还会有5-磺酸基喹啉生成。目前的传统工艺是生成70%左右的8-磺酸基喹啉和30%左右的5-磺酸基喹啉。副反应的发生会影响8-磺酸基喹啉的收率,还要分离除去副产物5-磺酸基喹啉,增加了分离纯化步骤。副产物5-磺酸基喹啉不易处理,处理不当还会造成环境污染。本发明在磺化反应中加入特制的催化剂,避免了副反应5-磺酸基喹啉的生成,大大提高了8-磺酸基喹啉的转化率和收率,避免了分离副产物的纯化操作,避免了副产物处理不当对环境的污染。
发明内容
针对现有技术中存在的不足,本发明的目的是在于提供了一种8-羟基喹啉的合成方法。本发明所使用的方法避免了传统方法磺化反应中的副反应,磺化过程可直接得到高纯度的8-磺酸基喹啉,不需要经过加副产物5-磺酸基喹啉的分离过程,具有工艺过程简单,收率高的优点,易于实现工业化生产。
为了实现上述目的,本发明采用以下技术措施:
本发明的技术构思如下:(1)制备磺化反应催化剂;(2)在制备的催化剂作用下喹啉与发烟硫酸磺化反应得到8-磺酸基喹啉;(3)8-磺酸基喹啉碱熔反应得到8-羟基喹啉。本发明所使用的方法避免了磺化反应中的副反应,磺化过程可直接得到高纯度的8-磺酸基喹啉,不需要经过加副产物5-磺酸基喹啉的分离过程,具有工艺过程简单,收率高的优点,易于实现工业化生产。
化学反应原理如下:
其中:N为氮、H2SO4为硫酸、Catalyst催化剂、SO3H为磺酸基、NaOH/H2SO4为氢氧化钠/硫酸、OH为羟基。
一种8-羟基喹啉的合成方法,其步骤是:
(1)、催化剂的制备:将0.5-100g硝酸盐分散溶解到100ml-2L的有机溶剂中,再加入5-2000g氯化物或硫酸盐的纳米粉末,在40-59赫兹下搅拌超声10-60分钟后,将有机溶剂蒸干,在80-120℃温度下真空干燥1-10小时,最后研磨成尺寸为0.1-10微米的细粉,得到磺化反应的催化剂。
所述的硝酸盐为硝酸铁、硝酸钴和/或硝酸镍其中的一种。
所述的有机溶剂为甲醇、乙醇、丙醇或丙酮其中的一种。
所述氯化物或硫酸盐包括:氯化镁、氯化钙、硫酸镁或硫酸钙其中的一种。
(2)、在500ml反应瓶中加入245-255g 65%发烟硫酸,开动搅拌,加入步骤(1)中制备的催化剂0.5-10g,室温(20-25℃,以下相同)下滴入90-110g喹啉,加热升温到115-125℃,磺化1-3h,自然冷却至室温,加水1115-1165g稀释,过滤,干燥得8-磺酸基喹啉。
(3)、在反应瓶中加入氢氧化钠55-65g,升温到325-335℃,使其熔融,开动搅拌,慢慢加入步骤(2)得到的101-103g 8-磺酸基喹啉,同时通入水蒸汽(10-20g左右),反应28-32min自然降温到78-82℃左右时,加入145-155g蒸馏水使其全部溶解,继续降温到室温后,用20%(质量比)稀硫酸中和至溶液pH=7,把析出的结晶过滤后用水蒸气蒸馏,得到白色结晶55g即为8-羟基喹啉。
本发明与现有技术相比,具有以下优点和效果:
原料转化率高、操作简便、收率高、成本低、易于工业化生产,生产过程安全环保。磺化反应收率从65%左右提高到了95%左右,避免了磺化副产物的分离操作,成本降低了30%左右。
具体实施方式
下面申请人将结合具体的实施例对本发明的方法加以详细说明,以便本领域的技术人员对本发明有更进一步的理解,但以下实施例不以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。
实施例1:
一种8-羟基喹啉的合成方法,其步骤如下:
(1)催化剂的制备:将0.5g硝酸钴分散溶解到100ml的乙醇中,再加入5g氯化镁纳米粉末,在40赫兹下搅拌超声30分钟后,将乙醇溶剂蒸干,在100℃温度下真空干燥5小时,最后研磨成粒径为0.5-2微米的细粉,得到磺化反应的催化剂。
(2)在500ml反应瓶中加入250g 65%发烟硫酸,开动搅拌,加入0.5g步骤(1)制备的催化剂,室温下滴入100g喹啉,加热升温到120℃,磺化2h,自然冷却至室温,加水1140g稀释,过滤,干燥得8-磺酸基喹啉154g,收率95%。
(3)在反应瓶中加入60g氢氧化钠,升温到330℃,使其熔融,开动搅拌,慢慢加入步骤(2)得到的102g 8-磺酸基喹啉,同时通入水蒸汽10g左右,反应30min自然降温到80℃左右时,加入150g蒸馏水使其全部溶解,继续降温到室温后,用20%稀硫酸中和至溶液pH=7,把析出的结晶过滤后用水蒸气蒸馏,得到白色结晶55g即为8-羟基喹啉。
实施例2:
一种8-羟基喹啉的合成方法,其步骤如下:
(1)催化剂的制备:将0.5g硝酸镍分散溶解到100ml的乙醇中,再加入5g氯化镁纳米粉末,在40赫兹下搅拌超声30分钟后,将乙醇溶剂蒸干,在100℃温度下真空干燥5小时,最后研磨成粒径为0.5-2微米的细粉,得到磺化反应的催化剂。
(2)在500ml反应瓶中加入250g 65%发烟硫酸,开动搅拌,加入0.5g步骤(1)制备的催化剂,室温下滴入100g喹啉,加热升温到120℃,磺化2h,自然冷却至室温,加水1115g稀释,过滤,干燥得8-磺酸基喹啉151g,收率93%。
(3)在反应瓶中加入60g氢氧化钠,升温到330℃,使其熔融,开动搅拌,慢慢加入步骤(2)得到的102g 8-磺酸基喹啉,同时通入水蒸汽20g左右,反应30min自然降温到80℃左右时,加入150g蒸馏水使其全部溶解,继续降温到室温后,用20%稀硫酸中和至溶液pH=7,把析出的结晶过滤后用水蒸气蒸馏,得到白色结晶55g即为8-羟基喹啉。
实施例3:
一种8-羟基喹啉的合成方法,其步骤如下:
(1)催化剂的制备:将0.5g硝酸钴分散溶解到100ml的丙酮中,再加入5g氯化镁纳米粉末,在40赫兹下搅拌超声30分钟后,将乙醇溶剂蒸干,在100℃温度下真空干燥5小时,最后研磨成粒径为0.5-2微米的细粉,得到磺化反应的催化剂。
(2)在500ml反应瓶中加入250g 65%发烟硫酸,开动搅拌,加入0.5g步骤(1)制备的催化剂,室温下滴入100g喹啉,加热升温到120℃,磺化2h,自然冷却至室温,加水1165g稀释,过滤,干燥得8-磺酸基喹啉149g,收率92%。
(3)在反应瓶中加入60g氢氧化钠,升温到330℃,使其熔融,开动搅拌,慢慢加入步骤(2)得到的102g 8-磺酸基喹啉,同时通入水蒸汽15g左右,反应30min自然降温到80℃左右时,加入150g蒸馏水使其全部溶解,继续降温到室温后,用20%稀硫酸中和至溶液pH=7,把析出的结晶过滤后用水蒸气蒸馏,得到白色结晶55g即为8-羟基喹啉。
Claims (1)
1.一种8-羟基喹啉的合成方法,其步骤是:
(1)、催化剂的制备:将0.5-100g硝酸盐分散溶解到100ml-2L的有机溶剂中,再加入5-2000g氯化物或硫酸盐的纳米粉末,在40-59赫兹下搅拌超声10-60分钟后,将有机溶剂蒸干,在80-120℃温度下真空干燥1-10小时,最后研磨成尺寸为0.1-10微米的细粉,得到磺化反应的催化剂;
所述的硝酸盐为硝酸铁、硝酸钴和/或硝酸镍其中的一种;
所述的有机溶剂为甲醇、乙醇、丙醇或丙酮其中的一种;
所述氯化物或硫酸盐包括:氯化镁、氯化钙、硫酸镁或硫酸钙其中的一种;
(2)、在500ml反应瓶中加入245-255g 65%发烟硫酸,开动搅拌,加入步骤(1)中制备的催化剂0.5-10g,室温下滴入90-110g喹啉,加热升温到115-125℃,磺化1-3h,自然冷却至室温,加水1115-1165g稀释,过滤,干燥得8-磺酸基喹啉;
(3)、在反应瓶中加入氢氧化钠55-65g,升温到325-335℃,使其熔融,开动搅拌,加入步骤(2)得到的101-103g 8-磺酸基喹啉,同时通入水蒸汽10-20g,反应28-32min 自然降温到78-82℃时,加入145-155g蒸馏水使其溶解,继续降温到室温后,用20%质量比稀硫酸中和至溶液pH=7,把析出的结晶过滤后用水蒸气蒸馏,得到白色结晶为8-羟基喹啉。
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