中文名稱:2,6-二羥基喹啉
中文別名:6-羥基-2(1H)-喹啉酮;2,6-二喹啉二醇;6-羥基喹啉酮;2,6-喹啉二醇;6-羥基-2(1H)-喹諾酮;6-羥基-2-喹諾酮;2,6-二羥基喹啉;喹啉-2,6-二醇
英文名稱:6-HYDROXYQUINOLINE
英文別名:QUINOLIN-6-OL;TIMTEC-BBSBB004117;6-HYDROXY-2(1H)-QUINOLINONE;6-HYDROXY-2(H)-QUINOLINONE;AKOS222-06;6-hydroquinilinone;1,2-Dihydro-6-hydroxy-2-oxoquinoline;6-Hydroxy-1H-quinolin-2-one
CAS號(hào):19315-93-6
分子式:C9H7NO2
分子量:161.16
貨號(hào):PN04787
6 - 羥基 - 2 (1H)- 喹啉酮,英文名為 6-Hydroxy-2 (1H)-quinolinone,分子式為C9H7NO2,分子量為 161.16,CAS 號(hào)為 19315-93-6。它屬于喹啉酮類化合物,是喹啉環(huán)(苯環(huán)與吡啶環(huán)稠合)的衍生物,分子結(jié)構(gòu)中包含2 位酮基(1H - 酮式互變異構(gòu)體)和6 位羥基。
1. 理化性質(zhì)
· 外觀與狀態(tài):常溫下為淡黃色至類白色結(jié)晶粉末,純品具有一定光澤,無明顯氣味或略帶胺類氣息。
· 物理常數(shù):
· 熔點(diǎn):約 280-285°C(分解),高溫下易脫羧或環(huán)裂解;
· 溶解性:微溶于水(25°C 時(shí)溶解度約 0.1 g/L),易溶于 DMSO、DMF 等極性有機(jī)溶劑,溶于熱乙醇或稀堿溶液(如 NaOH),不溶于乙醚、苯等非極性溶劑。
· 互變異構(gòu)與酸堿性:
· 酮 - 烯醇互變異構(gòu):2 位酮基(?C=O)與相鄰氮原子的氫可形成烯醇式(?C=CH?OH),6 位羥基也可參與互變異構(gòu),溶液中以多種互變異構(gòu)體平衡存在;
· 弱酸性:6 位羥基(?OH)和氮原子(N1)的氫具有酸性,可與堿反應(yīng)生成相應(yīng)的鹽(如鈉鹽),pKa 值約為 7-9(酚羥基酸性)和 12-14(酰胺型氮?dú)渌嵝裕?/p>
2. 化學(xué)性質(zhì)
· 親核取代反應(yīng):
· 羥基的反應(yīng):6 位羥基可被?;ㄈ缗c酰氯反應(yīng)生成酯)、烷基化(在堿作用下與鹵代烴生成醚),或與三氯氧磷(POCl3)反應(yīng)生成 6 - 氯喹啉衍生物;
· 氮原子的反應(yīng):N1-H 可被烷基化(如與碘甲烷在強(qiáng)堿中生成 N - 甲基衍生物),或與醛酮縮合生成席夫堿。
· 環(huán)合與縮合反應(yīng):
· 作為含氮雜環(huán)化合物,可與醛、酮、羧酸等發(fā)生縮合反應(yīng),構(gòu)建稠環(huán)體系(如與苯甲醛縮合生成 α,β- 不飽和喹啉酮);
· 在酸性條件下,可能發(fā)生分子內(nèi)閉環(huán)反應(yīng),生成螺環(huán)或駢環(huán)衍生物。
· 氧化與還原反應(yīng):
· 喹啉環(huán)可被強(qiáng)氧化劑(如高錳酸鉀)氧化開環(huán),生成吡啶羧酸類產(chǎn)物;
· 酮基(C2=O)可在還原劑(如 NaBH4)作用下還原為羥基(生成 6 - 羥基 - 2 - 喹啉醇),但需注意避免芳環(huán)加氫。
· 金屬絡(luò)合能力:
分子中的羥基(O)和氮原子(N)可作為配體與金屬離子(如 Fe3?、Cu2?)形成絡(luò)合物,常用于熒光探針或催化劑配體設(shè)計(jì)。
3. 合成方法
· Skraup 合成法衍生:
以鄰氨基苯酚為原料,與丁烯二酸酐(馬來酸酐)在酸性條件下縮合,經(jīng)環(huán)化、脫水生成 6 - 羥基喹啉酮,反應(yīng)需控制溫度避免過度環(huán)化。
· Niementowski 合成法:
鄰氨基苯甲酸與乙酸酐共熱,通過酰化、環(huán)化生成 2 - 喹啉酮衍生物,再經(jīng)羥基化(如硝化 - 還原 - 氧化)引入 6 位羥基,路線步驟較多但產(chǎn)率穩(wěn)定。
· 微波輔助合成:
近年來采用微波輻射促進(jìn)鄰氨基苯酚與 β- 酮酯縮合,縮短反應(yīng)時(shí)間并提高選擇性,是綠色合成的研究方向之一。
4. 應(yīng)用領(lǐng)域
· 醫(yī)藥與生物活性:
· 抗菌與抗病毒:喹啉酮骨架是多種抗菌藥物(如左氧氟沙星)的核心結(jié)構(gòu),6 - 羥基衍生物可作為新型抗生素前體,通過結(jié)構(gòu)修飾增強(qiáng)抗菌活性;
· 抗腫瘤與抗炎:部分衍生物通過抑制拓?fù)洚悩?gòu)酶或調(diào)控細(xì)胞信號(hào)通路展現(xiàn)抗癌潛力,羥基基團(tuán)可提高化合物與靶標(biāo)的氫鍵作用。
· 農(nóng)藥與植物生長調(diào)節(jié)劑:
用于合成含氮雜環(huán)類殺蟲劑、除草劑(如喹啉酮類除草活性分子),羥基的存在可增強(qiáng)與作物靶標(biāo)的結(jié)合能力。
· 染料與熒光材料:
6 - 羥基 - 2 - 喹啉酮經(jīng)取代后可作為熒光染料中間體,其共軛體系在紫外 - 可見光區(qū)有強(qiáng)吸收,常用于生物成像或工業(yè)染色劑。
· 有機(jī)合成中間體:
作為含雙官能團(tuán)(羥基 + 酰胺)的砌塊,用于構(gòu)建復(fù)雜雜環(huán)(如喹唑啉、喹啉羧酸),或通過羥基修飾引入功能性基團(tuán)(如酯基、氨基)。
5. 安全與儲(chǔ)存
· 危險(xiǎn)性:
· 刺激性:粉塵對(duì)眼睛、呼吸道有刺激性,操作需佩戴防塵口罩和護(hù)目鏡;
· 非易燃易爆:常溫下穩(wěn)定,高溫分解可能釋放氮氧化物、一氧化碳等有毒氣體;
· 環(huán)境影響:需避免直接排入水體,可通過化學(xué)處理(如氧化法)降解。
· 儲(chǔ)存條件:密封保存于陰涼干燥處,遠(yuǎn)離氧化劑和強(qiáng)酸。采用塑料袋或玻璃瓶包裝,防止吸潮結(jié)塊,保質(zhì)期通常為 2-3 年。
6 - 羥基 - 2 (1H)- 喹啉酮的結(jié)構(gòu)特性(酚羥基 + 酰胺酮基 + 氮雜環(huán))使其在雜環(huán)化學(xué)和藥物研發(fā)中具有廣泛應(yīng)用,尤其作為含氮含氧雙功能基團(tuán)的平臺(tái)分子,可通過多樣化修飾開發(fā)高附加值化合物。其互變異構(gòu)特性和金屬絡(luò)合能力是設(shè)計(jì)功能性材料(如傳感器、催化劑)的關(guān)鍵。
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