吲哚

吲哚
	IUPAC名; Indole
别名	2,3-苯并吡咯
识别
CAS号	120-72-9
PubChem	798
ChemSpider	776
SMILES	C1(NC=C2)=C2C=CC=C1;
InChI	1/C8H7N/c1-2-4-8-7(3-1)5-6-9-8/h1-6,9H;
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（yǐn）哚（duǒ）（英語：Indole），又名靛基质，是芳香杂环有机化合物，為双环结构，有苯环和五元含氮吡咯环。氮的孤对电子参与形成芳香环，吲哚不是碱，性质也不同简单的胺。

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。

吲哚首次由混合靛蓝和发烟硫酸制得，英名indole由indigo（靛藍）和oleum（发烟硫酸）组成。

历史

拜尔在1869年设想的吲哚结构

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]。

自然合成

生物用苯甲酸合成吲哚。

吲哚经由苯甲酸合成并烷基化，得到氨基酸色氨酸。

吲哚是煤焦油的主要成分，其中220至260℃的蒸馏产物是重要的工业原料。

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]。

合成吲哚的反应

Leimgruber－Batcho吲哚合成

Fischer吲哚合成

Bartoli吲哚合成

Bischler－Möhlau吲哚合成

福山吲哚合成

Gassman吲哚合成

Hemetsberger吲哚合成

Larock吲哚合成

Madelung合成

Nenitzescu吲哚合成

Reissert吲哚合成

拜爾－艾默凌吲哚合成（英语：Baeyer–Emmerling indole synthesis）

化学反应

碱性

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。

亲电取代反应

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。

芦竹碱是由吲哚、二甲胺和甲醛經Mannich反应得到的常用中间体。是3-吲哚乙酸和色氨酸的前体。

氮位氢的酸性和金属有机盐

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]。

碳位氢的酸性和锂化2位碳

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（英语：Alan R. Katritzky）也曾开发出类似技术^[12]。

氧化

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]。

吲哚的环加成反应

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

引用

^ http://www.leffingwell.com/olfact5.htm
^ Baeyer, A. Ueber die Reduction aromatischer Verbindungen mittelst Zinkstaub. Ann. 1866, 140 (3): 295. doi:10.1002/jlac.18661400306.
^ Baeyer, A.; Emmerling, A. Synthese des Indols. Chemische Berichte. 1869, 2: 679. doi:10.1002/cber.186900201268.
^ R. B. Van Order, H. G. Lindwall. Indole. Chem. Rev. 1942, 30: 69–96. doi:10.1021/cr60095a004.
^ Gribble G. W. Recent developments in indole ring synthesis—methodology and applications. J. Chem. Soc. Perkin Trans. 1（英语：J. Chem. Soc. Perkin Trans. 1）. 2000, (7): 1045. doi:10.1039/a909834h.
^ Cacchi, S.; Fabrizi, G. Synthesis and Functionalization of Indoles Through Palladium-catalyzed Reactions. Chem. Rev. 2005, 105 (7): 2873. PMID 16011327. doi:10.1021/cr040639b.
^ Humphrey, G. R.; Kuethe, J. T. Practical Methodologies for the Synthesis of Indoles. Chem. Rev. 2006, 106 (7): 2875. PMID 16836303. doi:10.1021/cr0505270.
^ Gerd Collin and Hartmut Höke “Indole” Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry 2002, Wiley-VCH, Weinheim. doi:10.1002/14356007.a14_167.
^ James, P. N.; Snyder, H. R. Indole-3-aldehyde. Organic Syntheses. 1959, 39: 30 [2011-06-27]. （原始内容存档于2012-10-02）.
^ Heaney, H.; Ley, S. V. 1-Benzylindole. Organic Syntheses. 1974, 54: 58 [2011-06-27]. （原始内容存档于2012-10-02）.
^ Bergman, J.; Venemalm, L. Efficient synthesis of 2-chloro-, 2-bromo-, and 2-iodoindole. J. Org. Chem. 1992, 57 (8): 2495. doi:10.1021/jo00034a058.
^ Alan R. Katritzky, Jianqing Li, Christian V. Stevens. Facile Synthesis of 2-Substituted Indoles and Indolo[3,2-b]carbazoles from 2-(Benzotriazol-1-ylmethyl)indole. J. Org. Chem. 1995, 60 (11): 3401–3404 [2011-06-27]. doi:10.1021/jo00116a026. （原始内容存档于2020-03-16）.
^ Lynch, S. M. ; Bur, S. K.; Padwa, A. Intramolecular Amidofuran Cycloadditions across an Indole π-Bond: An Efficient Approach to the Aspidosperma and Strychnos ABCE Core. Org. Lett. 2002, 4 (26): 4643. PMID 12489950. doi:10.1021/ol027024q.

外部链接

Synthesis of indoles (overview of recent methods)（页面存档备份，存于互联网档案馆）
Synthesis and propierties of indoles（页面存档备份，存于互联网档案馆） at chemsynthesis.com

[smell-1] ttp://www.leffingwell.com/olfact5.htm

[baeyer1866-2] Baeyer, A. Ueber die Reduction aromatischer Verbindungen mittelst Zinkstaub. Ann. 1866, 140 (3): 295. doi:10.1002/jlac.18661400306.

[baeyer1869-3] Baeyer, A.; Emmerling, A. Synthese des Indols. Chemische Berichte. 1869, 2: 679. doi:10.1002/cber.186900201268.

[vanorder1942-4] R. B. Van Order, H. G. Lindwall. Indole. Chem. Rev. 1942, 30: 69–96. doi:10.1021/cr60095a004.

[gribble2000-5] Gribble G. W. Recent developments in indole ring synthesis—methodology and applications. J. Chem. Soc. Perkin Trans. 1（英语：J. Chem. Soc. Perkin Trans. 1）. 2000, (7): 1045. doi:10.1039/a909834h.

[cacchi2005-6] Cacchi, S.; Fabrizi, G. Synthesis and Functionalization of Indoles Through Palladium-catalyzed Reactions. Chem. Rev. 2005, 105 (7): 2873. PMID 16011327. doi:10.1021/cr040639b.

[humphrey2006-7] Humphrey, G. R.; Kuethe, J. T. Practical Methodologies for the Synthesis of Indoles. Chem. Rev. 2006, 106 (7): 2875. PMID 16836303. doi:10.1021/cr0505270.

[8] Gerd Collin and Hartmut Höke “Indole” Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry 2002, Wiley-VCH, Weinheim. doi:10.1002/14356007.a14_167.

[james1959-9] James, P. N.; Snyder, H. R. Indole-3-aldehyde. Organic Syntheses. 1959, 39: 30 [2011-06-27]. （原始内容存档于2012-10-02）.

[heaney1974-10] Heaney, H.; Ley, S. V. 1-Benzylindole. Organic Syntheses. 1974, 54: 58 [2011-06-27]. （原始内容存档于2012-10-02）.

[bergman1992-11] Bergman, J.; Venemalm, L. Efficient synthesis of 2-chloro-, 2-bromo-, and 2-iodoindole. J. Org. Chem. 1992, 57 (8): 2495. doi:10.1021/jo00034a058.

[12] Alan R. Katritzky, Jianqing Li, Christian V. Stevens. Facile Synthesis of 2-Substituted Indoles and Indolo[3,2-b]carbazoles from 2-(Benzotriazol-1-ylmethyl)indole. J. Org. Chem. 1995, 60 (11): 3401–3404 [2011-06-27]. doi:10.1021/jo00116a026. （原始内容存档于2020-03-16）.

[lynch2002-13] Lynch, S. M. ; Bur, S. K.; Padwa, A. Intramolecular Amidofuran Cycloadditions across an Indole π-Bond: An Efficient Approach to the Aspidosperma and Strychnos ABCE Core. Org. Lett. 2002, 4 (26): 4643. PMID 12489950. doi:10.1021/ol027024q.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

吲哚

目录

历史