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）（英语：Indole），又名靛基质，是芳香杂环有机化合物，为双环结构，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。

吲哚首次由混合靛蓝和发烟硫酸制得，英名indole由indigo（靛蓝）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

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

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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。

氮位氢的酸性和金属有机盐

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]。

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（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.
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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

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