2-羟基-3-硝基苯乙酮（CAS号：28177-69-7），英文名为2-Hydroxy-3-nitroacetophenone，也称为1-(2-羟基-3-硝基苯基)乙酮，是一种重要的芳香酮类化合物。它属于取代苯酚衍生物，具有苯环上羟基（-OH）、硝基（-NO₂）和乙酰基（-COCH₃）的特定取代模式。这种结构使其在有机合成和药物化学中具有潜在应用价值。
该化合物通常呈黄色至橙色晶体，分子式为C₈H₇NO₄，分子量为181.15 g/mol。它可以通过硝化苯乙酮或对乙酰苯酚进行选择性硝化合成，硝基的位置在邻位于羟基，进一步增强了分子的极性和氢键形成能力。这些结构特征不仅决定了其热稳定性，还影响了在溶液中的溶解度和反应活性。
熔点数据
根据可靠的化学数据库（Sigma-Aldrich、PubChem）和实验文献报道，2-羟基-3-硝基苯乙酮的熔点约为92-94°C。具体而言，在标准大气压下（101.3 kPa），纯化合物的熔点通常记录为93°C。这一数值是通过差示扫描量热法（DSC）或毛细管熔点测定仪获得的，确保了数据的准确性。
需要注意的是，实际测定值可能因样品纯度而略有差异。如果样品中含有水分、溶剂残留或杂质（如其他硝化异构体），熔点可能会降低或出现范围扩大。例如，纯度低于98%的样品熔点可能降至88-92°C。在实验室操作中，建议使用高效液相色谱（HPLC）预先验证纯度，以获得一致的结果。
从热力学角度看，该化合物的熔点反映了其晶体结构的稳定性。晶体中，分子通过分子内和分子间氢键（如-OH与-C=O或-NO₂的氢键）形成紧密网络，这提高了熔化所需的能量，从而使熔点高于类似无氢键化合物的预期值（例如，简单的硝基苯乙酮熔点约80°C）。
影响熔点的因素
熔点并非固定常数，而是受多种因素影响。以下是关键点：
- 分子极性和取代效应：硝基的强吸电子性增加了分子的极性，促进了晶格能的增强。羟基的邻位硝基形成螯合氢键，稳定了分子构象，进一步提高了熔点。如果硝基位置变为对位（4-位），熔点可能升高至100°C以上，因为对称性改善了堆积效率。
- 晶型多态性：该化合物可能存在不同晶型（如α-型和β-型），导致熔点差异达2-5°C。在合成后，通过缓慢冷却或溶剂重结晶（如从乙醇中），可以诱导特定晶型以优化熔点一致性。
- 环境条件：温度、压力和湿度会间接影响。高温储存可能导致分解（硝基化合物易热解），而高湿度下羟基可能吸湿，形成水合物，进而降低熔点。
- 测量方法：传统毛细管法适用于小规模样品，但对于精确研究，DSC更优。它能检测相变焓（ΔH_fus ≈ 20-25 kJ/mol），帮助预测沸点或溶解度。
在实际应用中，如果熔点偏离预期，我们应检查合成路线：例如，使用浓硝酸/硫酸混合物硝化时，控制温度在0-5°C可避免多硝化副产物。
合成与纯化建议
合成2-羟基-3-硝基苯乙酮的常见路线是从2-羟基苯乙酮（邻羟基苯乙酮）出发，通过选择性硝化引入3-位硝基。反应条件：将底物溶于冰醋酸中，缓慢加入硝化混合物（HNO₃/H₂SO₄，摩尔比1:1），搅拌2-4小时，产率约70-85%。产物通过减压蒸馏或柱色谱纯化。
纯化后，熔点测定是验证纯度的关键步骤。如果熔点过低，可用活性炭脱色后，从石油醚/乙酸乙酯混合溶剂中重结晶。专业实验室应配备通风橱，因为硝化过程产生NOx气体。
应用与安全考虑
在药物化学中，该化合物可作为中间体用于合成抗炎药或染料前体。其酮基易于还原或偶联反应，扩展了应用范围。例如，在绿色合成中，可用酶催化取代传统硝化，提高选择性并避免熔点不均。
安全方面，作为硝基化合物，它具有氧化性和潜在毒性。熔点较低（<100°C）意味着易熔融，但加热超过150°C可能引发爆炸性分解。操作时戴防护眼镜和手套，储存于凉爽、干燥处，避免与还原剂接触。急性暴露可能引起皮肤刺激或呼吸道不适，LD50（大鼠口服）约500 mg/kg。
总结
2-羟基-3-硝基苯乙酮的熔点约为93°C，这一特性源于其独特的取代结构和氢键网络。如果您在实际操作中遇到熔点偏差，建议参考SDS（安全数据表）或进一步的谱学表征（如NMR确认结构）。