本文将讲述有关5-硝基喹啉和8-硝基喹啉异构体溶剂结晶固液相平衡的研究，旨在为硝基喹啉异构体的分离提供参考思路。
背景：5-硝基喹啉，英文名称：5-Nitroquinoline，CAS：607-34-1，分子式：C9H6N2O2，外观与性状：淡黄色晶体。5-硝基喹啉是重要的有机合成中间体，广泛应用于化工、光学材料和医药等行业，在化工生产和药物合成过程中起着重要作用。硝基喹啉也是合成辛可芬和盐酸地布卡因的重要中间体。
硝基喹啉异构体的分离：
在工业生产中，硝基喹啉常用于硝化反应制备5-硝基喹啉和8-硝基喹啉。在生产8-硝基喹啉的过程中，通常会产生少量的5-硝基喹啉作为副产物。这两种化合物的物理化学性质相似，尤其是它们的沸点接近，因此不适宜采用蒸馏方法进行分离。然而，可以通过溶剂结晶的方法有效地将它们分离。溶剂结晶法具有许多优点，如低能耗、操作简便、产物纯度较高等。固液相平衡是溶剂结晶的理论基础。目前，有关5(8)-硝基喹啉的溶解度数据尚未见报道，因此在溶剂结晶分离方面存在一定空白。
袁洋等人采用静态法测定5-硝基喹啉和8-硝基喹啉在甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、环己烷、乙酸乙酯、乙腈、乙二醇、水和1，4-二氧六环以及（水+乙醇）、（水+异丙醇）、（水+乙腈）和（水+1，4-二氧六环）4种混合溶剂体系中的溶解度数据。硝基喹啉异构体在纯溶剂中的溶解度和温度成正比。在混合溶剂体系中随着温度升高以及有机溶剂质量分数的增加，5-硝基喹啉和8-硝基喹啉的溶解度均不断增大且未出现增溶作用。采用Apelblat模型、λh模型、NRTL模型和Wilson模型对溶解度实验数据进行关联，平均相对偏差（RAD）均小于6.73％，均方根偏差(RMSD)值均不超过14.93×10-3，Apelblat是硝基喹啉异构体在纯溶剂中的溶解过程学为中的最佳预测模型。采用Jouyban-Acree模型、Van't Hoff-Jouyban-Acree模型、Apelblat-Jouyban-Acree模型对混合溶剂测得的溶解度数据进行关联，得到了相应的模型参数，平均相对偏差(RAD)最大值不超过9.31％，均方根偏差(RMSD)最大值不超过8.25×10-3。其中，Jouyban-Acree模型关联效果更好。
研究还选取甲醇和1，4-二氧六环作为5-硝基喹啉+8-硝基喹啉体系的溶剂。采用湿渣法测定了288.15K、298.15K和308.15K三个温度下5-硝基喹啉+8-硝基喹啉+甲醇/1，4-二氧六环三元体系相平衡数据，并绘制了相应的三元体系相图。随着温度的升高，在相同温度下，5-硝基喹啉的结晶区比8-硝基喹啉的结晶区大，5-硝基喹啉在该体系中更易析出，特别是1，4-二氧六环溶剂更有利于硝基喹啉异构体的分离。采用NRTL模型和Wilson模型对数据进行关联，二者的均方根偏差(RMSD)最大值分别为7.431×10-3和7.165×10-3，结果表明Wilson模型更能很好地关联5-硝基喹啉+8-硝基喹啉+甲醇/1，4-二氧六环三元体系。
参考文献：
[1]袁洋. 5(8)--硝基喹啉异构体溶剂结晶固液相平衡的基础研究[D]. 江苏:扬州大学,2021.
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