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吲哚
化合物 来自维基百科，自由的百科全书
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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，煤焦油也会有吲哚。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。
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历史
吲哚化学在研究靛青后开始发展，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，至今仍广受认可[3]。
直到19世纪末，人们也仅将某些吲哚化合物看成重要染料。20世纪30年代，人们发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，对吲哚越来越有兴趣，到现在对吲哚的研究仍然很活跃[4]。
自然合成
吲哚经由苯甲酸合成并烷基化，得到氨基酸色氨酸。
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合成
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]。
化学反应
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位氢最易亲电取代，活性是苯环氢的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。
芦竹碱是由吲哚、二甲胺和甲醛经Mannich反应得到的常用中间体。是3-吲哚乙酸和色氨酸的前体。
氮位氢在二甲亚砜中的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将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位氢的反应[11]。
Alan Katrizky也曾开发出类似技术[12]。
吲哚富电子，很易氧化。氮-溴代丁二酰亚胺可以选择将吲哚氧化为羟吲哚[13]。
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。
参见
- 异吲哚
- Martinet合成
- 沼气
- 色胺
- 吲哚𬭩盐
引用
外部链接
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