吲哚

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，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。 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。1869年，他假设出吲哚的结构，至今仍廣受认可。 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。 生物用苯甲酸合成吲哚。 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。 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。 反应温度控制在200至500℃，产率可高达60%。 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） 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。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。 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。 Alan Katrizky（英语：Alan R. Katritzky）也曾开发出类似技术。 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。 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。 苯 苯并呋喃 咔唑 咔啉 茚 吲哚啉 靛红 甲基吲哚 氧化吲哚 吡咯 粪臭素 吲哚乙酸 异吲哚 Martinet合成 沼氣 色胺 吲哚𬭩盐（英语：Indolium） 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.  维基共享资源上的相关多媒体资源：吲哚 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