异喹啉

title: 物理性质.
content: 异喹啉是无色低熔点片状结晶、固体或液体,有类似茴香油和苯甲醛混合物的香味,通常存放后颜色会发黄。存在于煤焦油和骨油中。微溶于水,溶于稀酸,能与多种有机溶剂混溶。能随水蒸气蒸发。具吸水性。有碱性,p"K" = 5.4,碱性较喹啉强,比吡啶略强,能与各种酸成盐,其盐酸盐熔点 209°C。
title: 历史.
content: 1885年 Hoogewerff 和 van Dorp从煤焦油喹啉馏分中用分级结晶法获得了硫酸异喹啉。同年 Gabriel完成了异喹啉的合成。1914年 Weißgerber利用异喹啉和喹啉之间的碱性差异,发展了一种更为有效的分离方法。
title: 生产.
content: 工业上主要以煤焦油粗喹啉馏分为原料,通过磺化、分级结晶、过滤、重结晶、氨水分解、洗涤和精馏生产异喹啉。
title: 化学性质.
content: 异喹啉的化学性质与吡啶和喹啉相似,质子化、烷基化、酰化以及被过氧酸氧化都在 "N" 原子上进行,亲电芳香取代和亲核芳香取代反应主要在环上的 "C" 原子上进行。
title: 取代反应.
content: 异喹啉的亲电芳香取代活性高于吡啶,优先发生在异喹啉环的 5- 和 8-位,以 5-位产物为主。通过"N"-质子化进行苯环上"C"-质子化然后进行质子交换,需要硫酸这样的强酸,而且反应在 C-5 上比 C-8 上快。亲核芳香取代在异喹啉的杂环进行,优先发生在 1-位。例如,异喹啉经过 Chichibabin反应可得1-氨基异喹啉;与正丁基锂发生 Ziegler反应得到1-正丁基异喹啉,这个反应的一级加成产物1-正丁基-1,2-二氢异喹啉受稠合苯环的影响而得到稳定,可被分离出来,经硝基苯氧化可在碳上取代,并恢复异喹啉环的芳香性。  异喹啉可以在高温下通入氢气流与氢氧化钾反应而直接羟基化,产物是1-异喹啉酮。  异喹啉 3-位的卤素表现出与卤代苯相似的性质,但 1-位的卤素具有与 α- 和 γ-卤代吡啶相似的敏感性,很容易发生亲核芳香取代。例如,1,3-二氯异喹啉可选择性地被甲氧基取代为 1-甲氧基-3-氯异喹啉。然而,3-卤代异喹啉惰性的一个明显例外是 3-溴代异喹啉与氨基钠通过ANRORC机理发生的取代反应,在这个反应中环氮原子变为取代基上的氮原子,生成3-氨基异喹啉。  异喹啉在苯甲酰氯等酰化试剂的作用下,与氰化钾或三甲基氰硅烷发生 Reissert反应,生成 Reissert 化合物 2-酰基-1-氰基-1,2-二氢异喹啉。Reissert 化合物可以发生一系列在合成上有用的转换。  异喹啉可以与过氧化苯甲酰作用,生成多种苯基异喹啉的混合物。如果用异喹啉正离子为作用物,则可通过它在酸性溶液中与亲核性更强的自由基的取代反应,在异喹啉的 1-位引入酰基和酰胺基。
title: 氧化还原反应.
content: 异喹啉被碱性高锰酸钾氧化,两个环都可被降解,得到的是吡啶-3,4-二甲酸和邻苯二甲酸的混合物。而在中性介质中用高锰酸钾氧化,不氧化苯环,只生成邻苯二甲酰亚胺。苯环上的取代基可以影响氧化反应的结果。  用过氧酸氧化异喹啉,得异喹啉"N"-氧化物。  异喹啉可以被催化氢化、氢化试剂或金属还原;也可以实现选择性完全还原或部分还原异喹啉的吡啶环或苯环。催化氢化的产物受反应介质酸性的影响很大:在乙酸中,吡啶环选择性还原生成1,2,3,4-四氢异喹啉;而在浓盐酸中,苯环被选择性还原生成5,6,7,8-四氢异喹啉,进一步还原则生成顺式和反式十氢异喹啉的混合物。  异喹啉用二乙基氢化铝或氢化铝锂还原可以得到很活泼的1,2-二氢异喹啉;在液氨中用锂还原则得到3,4-二氢异喹啉。异喹啉𬭩离子被质子溶剂中的硼氢化钠迅速还原生成1,2,3,4-四氢异喹啉,该反应是确定生物碱结构的一个重要反应。杂环部分迅速被还原,其它可被还原的官能团如羰基可以不受影响。
title: 其他反应.
content: 异喹啉杂环上的甲基具有 CH 酸性,1-位甲基氢酸性大于3-位,因此能够发生酸或碱催化的 C-C 键形成反应。  异喹啉𬭩盐中的吡啶𬭩环较容易进行亲核加成,可与富电子的亲双烯体如乙烯基乙醚发生环加成反应。
title: 合成.
content: 从异喹啉 1 的逆合成分析可以看出,如果从亚胺键的断裂回推,可以通过二羰基化合物 10 作为环合原料。如果算上还原步骤,可用氨基羰基化合物 8 和 4 作为二氢异喹啉的制取原料。另一方面,3,4-二氢异喹啉 5 的 C-1 和 C-4 键断裂可以产生合成子 α-亲电性烯胺 7 以及 β-亲电性烯胺 6,它们也可用作亲电芳香取代环化的原料。  因此,异喹啉及其衍生物的合成方法有:  1、(2-甲酰苯基)乙醛及类似的二羰基化合物与氨发生环化反应生成异喹啉(合成子 10)。如果用羟胺、肼或伯胺代替氨,则可分别得到异喹啉"N"-氧化物、"N"-内铵盐和"N"-取代的异喹啉𬭩离子。  2、Bischler-Napieralski反应:2-芳基乙胺与酰氯或酸酐反应生成酰胺,然后在失水剂作用下环化生成3,4-二氢异喹啉,然后脱氢生成1-取代的异喹啉(合成子 7)。  Pictet-Gams反应:上述反应的改进法,用 β-甲氧基或 β-羟基芳乙胺进行反应,可不经氧化或脱氢,直接得到异喹啉类化合物。反应中有恶唑啉中间体生成。  3、Pictet-Spengler反应:2-芳基乙胺与醛在酸催化下生成亚胺,然后亚胺在酸催化下环化生成1,2,3,4-四氢异喹啉,脱氢得到异喹啉(合成子 7)。  4、Pomeranz-Fritsch合成:芳醛与氨基乙缩醛缩合生成亚胺,亚胺在酸催化下环化为杂环上无取代基的异喹啉(合成子 6)。
title: 用途.
content: 用作合成药物、染料、杀虫剂的中间体及气相色谱固定液。  异喹啉衍生物广泛存在于自然界中,目前已知的异喹啉生物碱有1000多种,是已知生物碱中最大的一类。它们多以异喹啉或四氢异喹啉为母核,又可根据连接基团而细分为异喹啉类、苄基异喹啉类、双苄基异喹啉类、阿扑芬类、原小檗碱类、普罗托品类、吐根碱类、α-萘菲啶类和吗啡类生物碱等九类。  有许多药物是异喹啉的衍生物。著名的异喹啉类生物碱罂粟碱,至今仍是重要的解痉药。抗抑郁药诺米芬辛和抗血吸虫药吡喹酮是从四氢异喹啉衍生而来。

Summary: 异喹啉(Isoquinoline)即苯并formula_1formula_2formula_3吡啶,是由萘中的一个 β-CH 基团被氮替换衍生出来的杂环化合物,与喹啉互为同分异构体,有芳香性。

Isochinolin: Isochinolin, auch 2-Azanaphthalin oder Benzo["c"]pyridin genannt, ist eine organische Verbindung aus der Gruppe der Heteroaromaten und gehört zu den zweikernigen heterocyclischen Stammsystemen. Sie besteht aus zwei anellierten aromatischen sechsgliedrigen Ringen – einem Benzol- und einem Pyridinring –, woraus sich die Summenformel CHN ergibt. Formal handelt es sich somit um ein Naphthalinmolekül, bei welchem ein Kohlenstoffatom des Ringgerüsts durch ein Stickstoffatom ausgetauscht wurde. Es ist ein Strukturisomer des Chinolins.