喹羥酮的化學合成工藝

■劉立業(yè) 丁元生 史晉宜

（吉林化工學院化學與制藥工程學院，吉林吉林 132022）

喹羥酮，化學名：E-3-甲基-2-(2-羥基苯乙稀酮基)喹喔啉-1,4-二氧化物。分子式C18H14N2O4，化學結(jié)構(gòu)式如圖1。分子量322，熔點183～185℃；黃色粉末，無臭，溶于吡啶、二甲基亞砜，微溶于丙酮、1,4-二氧六環(huán)，不溶于水、乙酸乙酯[1]。

圖1 喹羥酮化學結(jié)構(gòu)式

喹羥酮作為一種極具生命力的喹喔啉類獸藥飼料添加劑，已經(jīng)被中國農(nóng)業(yè)科學院蘭州畜牧與獸藥研究所梁劍平教授團隊設(shè)計合成得到[1-2]，并對喹羥酮對肉雞的促生長作用及抑菌作用進行了研究。研究結(jié)果表明，喹羥酮和喹烯酮飼料添加劑可促進肉雞的生長發(fā)育,提高日增重、采食量和飼料轉(zhuǎn)化率，且喹羥酮的各項指標均優(yōu)于喹烯酮,是較為理想的促生長飼料添加劑[3]。梁劍平等[4]對喹羥酮致突變性及其潛在致癌性的研究表明，喹羥酮為非致癌物質(zhì)。

為了更好地進行喹羥酮的研究，得到一種喹羥酮的化學合成方法，必將加快喹羥酮作為獸藥飼料添加劑的研究步伐。本研究旨在得到一種經(jīng)濟合理、環(huán)境友好、易于產(chǎn)業(yè)化的喹羥酮合成工藝。

1 材料與方法

1.1 試劑與儀器

乙酰甲喹：純度≥99%（湖北鑫源順醫(yī)藥化工有限公司）；水楊醛（Aladding）；乙醇（Aladding）；碳酸鈉（Aladding）均為分析純試劑。Vario MICRO型元素分析儀；Agilent 6490三重串聯(lián)四極桿液/質(zhì)聯(lián)用儀；nicolet 6700紅外光譜儀；Bruker 400 MHz核磁共振儀。

1.2 合成方法

在裝有攪拌裝置、加熱裝置的100 ml圓底燒瓶中，依次加入50 ml乙醇、0.024 mol水楊醛、0.02 mol乙酰甲喹、0.023 mol碳酸鈉，升溫至50℃，攪拌5 h后，過濾，水洗濾餅至無碳酸鈉，濾餅50℃烘干后，用50 ml 1,4-二氧六環(huán)重結(jié)晶得黃色粉末5.09 g。

2 喹羥酮結(jié)構(gòu)表征

2.1 喹羥酮熔點測定

對1.2合成方法中合成得到的黃色粉末進行熔點測定，測得熔點為：183.5～184.2℃。

2.2 喹羥酮紅外光譜測定

喹羥酮紅外光譜[IR（KBr）cm-1]：1 668、1 568、1 454、1 327、1 261、1 223、1 092、791(詳見圖2)。

2.3 喹羥酮元素分析

元素分析結(jié)果：C 66.77%，H 4.36%，O 20.41%，N 8.45%。

2.4 喹羥酮LC-MS測定

喹羥酮LC-MS譜圖：[M+H]+=323.0，詳見圖3。

2.5 喹羥酮核磁共振光譜測定

喹羥酮核磁共振光譜：1HNMR（DMSO-d6）δppm：10.52（1H，s），8.55（1H，d，J=8），8.46（1H，d，J=8），8.00（2H，m），7.88（1H，d，J=16），7.60（1H，d，J=8），7.37（1H，d，J=16），7.30（1H，m），6.95（1H，d，J=8），6.85（1H，m），2.38（3H，s）。詳見圖4。

圖2 喹羥酮紅外光譜圖

圖3 喹羥酮質(zhì)譜圖

圖4 喹羥酮1HNMR譜圖

13CNMR（DMSO-d6）δppm：187.71，158.43，145.03，139.31，139.39，138.01，137.10，133.52，132.91，131.96，131.36，125.82，122.11，121.03，120.11，119.95，116.96，14.45(詳見圖 5)。

圖5 喹羥酮13CNMR譜圖

3 結(jié)果分析

根據(jù)LC-MS數(shù)據(jù)及元素分析結(jié)果，可確定該化合物分子式為C18H14N2O4，分子量為322。紅外光譜（IR）中1668峰、13CNMR中δ187.71表明分子結(jié)構(gòu)中存在羰基官能團，1HNMR中 δ7.88（1H，d，J=16）、7.37（1H，d，J=16）化學位移值及耦合常數(shù)表明分子中C-12，13的雙鍵為反式構(gòu)型。核磁共振譜圖解析結(jié)果見表1。

綜合以上數(shù)據(jù)可知，1.2合成方法中合成得到的黃色粉末即為喹羥酮。

4 結(jié)論

本研究得到的喹羥酮的合成方法：在裝有攪拌裝置、加熱裝置的容器中，以乙醇為溶劑，以乙酰甲喹、水楊醛為原料，碳酸鈉為催化劑，乙酰甲喹、水楊醛、碳酸鈉的摩爾比為：1∶1.2∶1.15，反應(yīng)溫度為50℃，反應(yīng)時間為5 h。反應(yīng)結(jié)束后，過濾，水洗濾餅至無碳酸鈉，濾餅50℃烘干后，1,4-二氧六環(huán)重結(jié)晶即得。

表1 核磁共振譜圖解析結(jié)果

1.2合成方法中得到喹羥酮5.09 g（理論值為6.44 g），合成收率為79%。喹羥酮的結(jié)構(gòu)通過元素分析、紅外光譜、質(zhì)譜、核磁共振光譜得到確證。