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1.1.1 喹啉衍生物的概述
喹啉又称苯并吡啶，是吡啶与苯并联的化合物，分子式为C9H7N，也可以看作是萘状含氮杂环化合物，即在1-位上的N原子替代了CH基团，所以又称氮杂萘，为无色液体，在性质上近似于吡啶和萘。有特殊刺激性道，属于中等毒性，其衍生物是一类重要的杂环化合物，被广泛地应用于药物筛选、化学分析、染料工业等领域[1]。
在医药工业中，喹啉的衍生物是一个非常重要的医药中间体，因此存在巨大的开发利用价值。经研究表明，含有喹啉环的许多化合物，都具有抗菌、杀菌、抗过敏、抗疟疾、抗肿瘤、抗癌和增强记忆等生物活性和药理活性[2]，近年来喹啉类衍生物还被用来研究治疗艾滋病[3-4]。
很多喹啉衍生物都是从天然产物中提取的，如：从未成熟的婴粟果中提取的婴粟碱是异喹啉环类化合物，可用作止痛药[5]；从动物的代谢物胆汁及粪便中可以分离提纯得到一种含有喹啉环的物质，具有杀菌作用；从喜树中提取到的喜树碱，就是含有喹啉环的具有抗癌作用的化合物[6]。
喹啉环的合成也受到了有机合成化学家和药物合成化学家的重视，几种人工合成的著名抗疟疾药物就是基于喹啉环，氯喹（Chloroquine）就是其中的一例[7]。近年来许多含喹啉环的新型药物不断被开发出来，如4-氨基-5-硝基喹啉的N-氧化物可用于抑制肿瘤生长；甲基喹啉N-氧化物和4-硝基-3-氯喹啉衍生物都具有显著的抗细菌和抗真菌药效[8]，目前国内外仍将其作为控制疟疾病的首选药物。
设计合成喹啉类化合物一直是抗疟药物研究的热点，我国从20 世纪80 年代开始生产的一种抗疟疾的药物—磷酸氯喹，它能有效的控制疟疾症状并且作用快而持久[9]。
1.1.2 喹啉衍生物的研究
喹啉类衍生物是一类极为重要的精细化工原料，世界上喹啉及其衍生物的生产与消费主要集中在美国、日本、西欧等工业发达国家和地区, 许多公司生产的精喹啉采用的是煤焦油提取的方法，也有部分公司采用化学合成的方法合成新型喹啉衍生物。目前，喹啉及其衍生物的合成已经引起了许多有机化学家的兴趣。
（1） 喹啉衍生物在燃料中的应用
近年来，以喹啉环结构为基础的分散染料发展极为迅速，喹啉类花青染料目前仍是彩色照相的重要光敏物质[10]。喹啉衍生物在农药工业方面的发展是非常重要的。在除草剂方面，Gamma化学公司和Benzol Product公司开发出了灭草喹（imazaquin）、二氯喹啉酸、喹草酸等品种，具有非常好的除草效果[11]。2005年，Heiman 等报道了两种5,7-二溴取代的喹啉化合物，这两种化合物对多种植物真菌有100%的抑制效果[12]。
（2） 喹啉衍生物作为助剂的应用
喹啉及其衍生物可以作为多种助剂，如有些喹啉及其衍生物的N-氧化物能作为配位体和许多金属离子形成络合物，作为重要的分析化学试剂使用，在分析化学上有良好的应用前景[13-15]。
（3）喹啉衍生物在食品中的应用
有些喹啉衍生物也可以用作食品抗氧剂及润滑油添加剂等，如乙氧基喹啉能保护文生素A、文生素D、胡萝卜素、鱼肝油、各类脂肪、肉粉、鱼粉、骨粉中易氧化的成分，防止其氧化变质[16]；抗氧喹和乙氧基喹都属于喹啉衍生物，它们是优良的饲料用抗氧化剂[17]。4-羟基-3-喹啉羧酸乙酯系列化合物是一类重要的抗鸡球虫药物，目前养殖业中正作为抗球虫药物普遍使用[18]。喹啉氧化得到的烟酸是一种重要的文生素，此外，烟酸还可以作为蔬菜的保鲜剂，近年来国内烟酸发展非常迅速。
（4）喹啉衍生物作为缓蚀剂的应用
多种喹啉化合物可作为缓蚀剂[19]，如在水泥中加入喹啉或其铬酸盐，可以防止混凝土中钢筋腐蚀；多数含喹啉环的抗氧化剂都是1,2-二氢喹啉的衍生物，多种1,2-二氢烷基喹啉都是国内外早己生产与应用的优良抗氧化剂，可以作为抗臭氧化剂、防老剂应用于橡胶加工业中，如目前全球橡胶抗氧化剂三大主导品种之一的橡胶防老剂RD就是喹啉的衍生物。