8-羥基喹啉的合成路徑：從鄰氨基苯酚到活性配體的關鍵步驟

8-羥基喹啉是一種重要的有機合成中間體和金屬配體，從鄰氨基苯酚合成8-羥基喹啉有多種方法，下面介紹經(jīng)典的Skraup合成法及其關鍵步驟：

一、Skraup合成法總體反應概述

Skraup合成法是合成喹啉及其衍生物的經(jīng)典方法，以鄰氨基苯酚和甘油為起始原料，在濃硫酸催化下，經(jīng)過一系列反應最終生成8-羥基喹啉。

二、關鍵步驟

1. 甘油的脫水環(huán)化

反應條件：在濃硫酸的作用下，甘油首先發(fā)生分子內脫水反應。

反應機理：濃硫酸作為強脫水劑和催化劑，提供酸性環(huán)境促進反應進行。甘油分子中的羥基（-OH）在酸性條件下質子化，增強了羥基的離去能力，使得相鄰碳原子上的氫原子以質子的形式離去，形成碳正離子中間體。然后，另一個羥基作為親核試劑進攻碳正離子，發(fā)生分子內的親核取代反應，形成一個具有張力的環(huán)醚中間體，隨后該環(huán)醚中間體進一步發(fā)生消除反應，生成丙烯醛（CH2=CH−CHO）。

化學方程式：C3H8O3H2SO4CH2=CH−CHO+H2O

2. 鄰氨基苯酚與丙烯醛的加成反應

反應條件：在酸性環(huán)境下進行。

反應機理：鄰氨基苯酚中的氨基（-NH₂）具有一定的親核性，丙烯醛分子中的碳 - 碳雙鍵（C=C）具有較高的電子云密度，氨基作為親核試劑進攻丙烯醛的碳 - 碳雙鍵，發(fā)生親電加成反應，形成一個β - 氨基醇中間體。

化學方程式：C6H6NOH+CH2=CH−CHO→C6H6N(OH)CH2CH2CHO

3. 分子內環(huán)化反應

反應條件：繼續(xù)在濃硫酸等酸性條件下進行。

反應機理：β-氨基醇中間體在酸性條件下，氨基的氮原子上的孤對電子進攻分子內與羥基相連碳原子的鄰位碳原子，形成一個五元環(huán)中間體。然后，該五元環(huán)中間體發(fā)生質子轉移和脫水反應，進一步環(huán)化形成喹啉環(huán)結構。在這個過程中，鄰氨基苯酚的苯環(huán)與形成的五元環(huán)通過碳 - 碳鍵和碳 - 氮鍵連接起來，初步形成喹啉類化合物。

化學方程式：C6H6N(OH)CH2CH2CHO→C9H7NO+H2O

4. 氧化反應

反應條件：通常使用氧化劑如重鉻酸鈉等。

反應機理：初步形成的喹啉類化合物中的側鏈（如上述反應中可能殘留的部分醛基相關結構）被氧化劑氧化，經(jīng)過一系列電子轉移和化學鍵斷裂與形成的過程，最終將側鏈完全氧化為羥基，得到8-羥基喹啉。

化學方程式：C9H7NO+[O]→C9H7NOH

除了Skraup合成法外，還有弗里德蘭德（Friedländer）合成法等也可用于8-羥基喹啉的合成。弗里德蘭德合成法是以鄰硝基苯甲醛和乙酰乙酸乙酯為原料，在氨或胺的存在下縮合環(huán)化得到8 - 羥基喹啉或其衍生物。

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