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化合物 来自维基百科,自由的百科全书
吲哚 | |
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IUPAC名 Indole | |
别名 | 2,3-苯并吡咯 |
识别 | |
CAS号 | 120-72-9 ![]() |
PubChem | 798 |
ChemSpider | 776 |
SMILES |
|
InChI |
|
InChIKey | SIKJAQJRHWYJAI-UHFFFAOYAI |
ChEBI | 16881 |
RTECS | NL2450000 |
KEGG | C00463 |
性质 | |
化学式 | C₈H₇N |
摩尔质量 | 117.15 g·mol⁻¹ |
外观 | 白色固体 |
密度 | 1.22 g/cm³,固体 |
熔点 | 52至54℃;326 K |
沸点 | 253至254℃;526 K |
溶解性(水) | 1.9 g/L,20 ℃ 溶于热水 |
pKa | 16.2 (在DMSO中为21.0) |
pKb | 17.6 |
结构 | |
晶体结构 | 未知 |
分子构型 | 平面 |
偶极矩 | 2.11 D(在苯中) |
危险性 | |
警示术语 | R:R21/22-R37/38-R41-R50/53 |
安全术语 | S:S26-S36/37/39-S60-S61 |
MSDS | [1] |
闪点 | 121℃ |
若非注明,所有数据均出自标准状态(25 ℃,100 kPa)下。 |
吲哚在室温是固体。吲哚广泛分布于自然环境中,尤其是人类和畜禽粪便中,有强烈粪臭味;但很低浓度的吲哚有像花的香味[1],是橘子花等许多花香的成分,煤焦油也會有吲哚。吲哚也用来制造香水。
很多有机化合物都有吲哚结构,比如色氨酸及含色氨酸的蛋白质,生物碱及色素也有吲哚结构。
吲哚能亲电取代,多取代于3位。取代吲哚是许多色胺碱的基础结构,比如神经传递素复合胺,褪黑素,迷幻药,二甲基色胺,5-甲氧基-二甲基色胺和LSD。其他的吲哚化合物包括植物生长素(吲哚-3-乙酸),抗炎药物消炎痛(茚甲新)和血管舒张药物心得乐。
吲哚化学在研究靛青後开始发展,继而转化为研究靛红,然后是羟吲哚。1866年,阿道夫·冯·拜尔用锌粉将羟吲哚还原为了吲哚[2]。1869年,他假设出吲哚的结构,至今仍廣受认可[3]。
直到19世纪末,人们也仅將某些吲哚化合物看成重要染料。20世纪30年代,人们發现吲哚是色氨酸和植物激素等很多重要生物碱的核心基团,对吲哚越來越有兴趣,到现在对吲哚的研究仍然很活跃[4]。
吲哚及其衍生物可由多种原料合成。主流工业路线以苯胺与乙二醇为原料,在气相催化反应得到[5][6][7]。
反应温度控制在200至500℃,产率可高达60%[8]。
不同大多数胺,吲哚几乎没有碱性。其成键环境与吡咯极为相似,只有盐酸等的强酸才可能将之质子化得到共轭酸,pKa是-3.6。色胺等很多吲哚类化合物在酸中的活性都是由此产生。
3位氫最易亲电取代,活性是苯环氫的1013倍。例如Vilsmeier-Haack酰化反应在室温就能于3位碳反应[9]。吡咯环富集电子,往往在1位氮和2、3位碳都取代后,苯环才可能亲电取代。
氮位氢在二甲亞碸中的pKa是21,需要氢化钠或丁基锂等非常强的碱才可能在无水环境将之去质子。其金属盐(非常强碱)有两种存在形式。钾、钠离子难成共价键,负电荷集中在1位氮;镁(包括Grignard试剂)和(尤其是)锌可成共价键,负电荷集中在3位碳。类似,在DMF或DMSO等极性非质子溶剂中,1位氮易受到亲电试剂进攻;而在甲苯等非极性溶剂中,则是3位碳更活泼[10]。
2位碳的氢第二酸。若吲哚衍生物的氮受保护,丁基锂或二异丙基氨基钾就专一將2位碳去质子,得到非常强的亲核试剂。Bergman和Venemalm开发出不保护氮即可取代2位氫的反應[11]。
Alan Katrizky也曾开发出类似技术[12]。
只有2位碳和3位碳的π键能环加成。吲哚不太倾向分子间环加成,但其衍生物的分子异变却可以有很高产率。例如Padwa et al用Diels-Alder反应合成士的宁的下步中间体。在这反应中,2-氨基呋喃作为双烯体,而吲哚作为亲双烯体。
吲哚也可以分子内[2+3]和[2+2]环加成反应。
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