吲哚

（），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http://www.leffingwell.com/olfact5.htm，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 


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。

 自然合成 
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。

 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。

 350px|Reaction of aniline and ethylene glycol to give indole.

反应温度控制在200至500℃，产率可高达60%Gerd Collin and Hartmut Höke “Indole” Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry 2002, Wiley-VCH, Weinheim. .。

 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


 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。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。

 300px|The Vilsmeyer-Haack formylation of indole

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。

 250px|Synthesis of Gramine from indole

 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。

 400px|Formation and reactions of the indole anion

 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。

 400px|2-position lithiation of indole

也曾开发出类似技术。

 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。

 600px|Oxidation of indole by N-bromosuccinimide

 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。

 250px|Example of a cycloaddition of indole

吲哚也可以分子内[2+3]和[2+2]环加成反应。

 相关化合物 

 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

 参见 
 异吲哚
 Martinet合成
 沼氣
 色胺


引用

外部链接

 Synthesis of indoles (overview of recent methods)
 Synthesis and propierties of indoles at chemsynthesis.com

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Category:恶臭化学品
Category:芳香环