Имена | |
---|---|
Название IUPAC 1H-Индол | |
Другие названия 2,3-Бензопиррол, кетол,. 1-бензазол | |
Идентификаторы | |
Номер CAS | |
3D-модель (JSmol ) | |
3DMet | |
Ссылка Beilstein | 107693 |
ChEBI | |
ChEMBL |
|
ChemSpider | |
DrugBank | |
ECHA InfoCard | 100.004.019 |
Номер EC |
|
Справочник Гмелина | 3477 |
KEGG | |
PubChem CID | |
номер RTECS |
|
UNII | |
CompTox Dashboard (EPA ) | |
InChI
| |
УЛЫБКИ
| |
Свойства | |
Chemica l формула | C8H7N |
Молярная масса | 117,151 г · моль |
Внешний вид | Белое твердое вещество |
Запах | Кал или жасмин как |
Плотность | 1,1747 г / см, твердое вещество |
Температура плавления | от 52 до 54 ° C (от 126 до 129 ° F; От 325 до 327 K) |
Температура кипения | от 253 до 254 ° C (от 487 до 489 ° F; от 526 до 527 K) |
Растворимость в воде | 0,19 г / 100 мл (20 ° C). Растворим в горячей воде |
Кислотность (pK a) | 16,2. (21,0 дюйма ДМСО ) |
Основность (pK b) | 17,6 |
Магнитная восприимчивость (χ) | -85,0 · 10 см / моль |
Структура | |
Кристаллическая структура | Pna2 1 |
Молекулярная форма | Планарная |
Дипольный момент | 2,11 D в бензоле |
Опасности | |
Основные опасности | Сенсибилизация кожи |
Паспорт безопасности | [1] |
Пиктограммы GHS | |
Сигнальное слово GHS | Опасно |
Краткая характеристика опасности GHS | H302, H311 |
Меры предосторожности GHS | P264, P270, P280, P301 + 312, P302 + 352, P312, P322, P330, P361, P363, P405, P501 |
Температура вспышки | 121 ° C (250 ° F; 394 K) |
Родственные соединения | |
Связанные ароматические. соединения | бензол, бензофуран,. карбазол, карболин,. инден, бензофуран, бензотиофен,. индолин,. изатин, метилиндол,. оксиндол, пиррол,. скатол, бензофосфол |
Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа). | |
Y (что такое ?) | |
Ссылки в информационном окне | |
Индол - это ароматическое гетероциклическое органическое соединение с формулой C 8H 7N. Он имеет бициклическую структуру, состоящую из шестичленного бензольного кольца, конденсированного с пятичленным пиррольным кольцом. Индол широко распространен в естественной среде и может вырабатываться множеством бактерий. Как межклеточная сигнальная молекула, индол регулирует различные аспекты физиологии бактерий, включая образование спор, стабильность плазмиды, устойчивость к лекарственным средствам, образование биопленок и вирулентность. Аминокислота триптофан представляет собой производное индола и предшественник нейротрансмиттера серотонина.
Индол представляет собой твердое вещество при комнатной температуре. Он встречается в естественных условиях в человеческих фекалиях и имеет интенсивный фекальный запах. Однако при очень низких концентрациях он имеет цветочный запах и входит в состав многих духов. Он также встречается в каменноугольной смоле.
Соответствующий заместитель называется индолил .
Индол претерпевает электрофильное замещение, в основном в положении 3 (см. Диаграмму справа прибыль). Замещенные индолы являются структурными элементами (а для некоторых соединений - синтетическими предшественниками) алкалоидов, производных от триптофана, триптамина, которые включают нейротрансмиттеры серотонин и мелатонин, а также встречающиеся в природе психоделические препараты диметилтриптамин и псилоцибин. Другие индольные соединения включают растительный гормон ауксин (индолил-3-уксусная кислота, IAA ), триптофол, противовоспалительный препарат индометацин и бета-блокатор пиндолол.
Название индол представляет собой портманто слов ind igo и оле мкм, поскольку индол был впервые выделен обработкой красителя индиго олеумом.
Химия индола начала развиваться с исследования красителя индиго. Индиго можно превратить в изатин, а затем в оксиндол. Затем, в 1866 году, Адольф фон Байер восстановил оксиндол до индола, используя цинковую пыль. В 1869 году он предложил формулу индола (слева).
Некоторые производные индола были важными красителями до конца 19 века. В 1930-х годах интерес к индолу усилился, когда стало известно, что индольный заместитель присутствует во многих важных алкалоидах (например, триптофане и ауксинах ), и остается активной областью исследований и сегодня.
Индол биосинтезируется в пути шикимата через антранилат. Он является промежуточным звеном в биосинтезе триптофана, где он остается внутри молекулы триптофансинтазы между удалением 3-фосфоглицеральдегида и конденсацией с серином. Когда в клетке необходим индол, он обычно вырабатывается из триптофана с помощью триптофаназы.
В качестве межклеточной сигнальной молекулы, индол регулирует различные аспекты физиологии бактерий, включая образование спор, стабильность плазмиды, устойчивость к лекарственным средствам, образование биопленок и вирулентность. Ряд производных индола выполняет важные клеточные функции, включая нейротрансмиттеры, такие как серотонин.
метаболизм триптофана кишечной микробиотой человека (
|
Индол и его производные также могут быть синтезированы различными методами.
Основные промышленные пути начинаются с анилина посредством парофазной реакции с этиленгликолем в присутствии катализаторов :
Обычно реакции проводят при температуре от 200 до 500 ° C. Урожайность может достигать 60%. Другие предшественники индола включают 2-этиланилин и 2- (2-нитрофенил) этанол, все из которых подвергаются циклизации.
.
Синтез индола Леймгрубера-Батхо является эффективным методом синтеза индола и замещенных индолов. Этот метод, впервые описанный в патенте 1976 г., является высокоэффективным и может генерировать замещенные индолы. Этот метод особенно популярен в фармацевтической промышленности, где многие фармацевтические лекарственные препараты состоят из специфически замещенных индолов.
Одним из старейших и наиболее надежных методов синтеза замещенных индолов является синтез индола по Фишеру, разработанный в 1883 году Эмилем Фишером. Хотя синтез индола сам по себе проблематичен с использованием синтеза индола Фишера, он часто используется для получения индолов, замещенных в 2- и / или 3-положениях. Индол все еще можно синтезировать, используя синтез индола Фишера, путем взаимодействия фенилгидразина с пировиноградной кислотой с последующим декарбоксилированием образовавшейся индол-2-карбоновой кислоты. Это также было достигнуто в однореакторном синтезе с использованием микроволнового излучения.
В отличие от большинства аминов, индол не является основным : как и пиррол, ароматический характер кольца означает что неподеленная пара электронов на атоме азота недоступна для протонирования. Однако сильные кислоты, такие как соляная кислота, могут протонировать индол. Индол в первую очередь протонируется по C3, а не по N1, из-за енаминовой -подобной реакционной способности части молекулы, расположенной за пределами бензольного кольца. Протонированная форма имеет pKa, равное -3,6. Чувствительность многих индольных соединений (например, триптаминов ) в кислых условиях вызвана этим протонированием.
Наиболее реактивным положением на индоле для электрофильного ароматического замещения является C3, который в 10 раз активнее, чем бензол. Например, он алкилируется фосфорилированным серином в процессе биосинтеза аминокислоты триптофана. Вильсмайер-Хак формилирование индола будет происходить при комнатной температуре исключительно при C3.
Поскольку пиррольное кольцо является наиболее реакционной частью индола, электрофильное замещение карбоциклического (бензольного) кольца обычно происходит только после замещения N1, C2 и C3. Заслуживающее внимания исключение возникает, когда электрофильное замещение проводится в условиях, достаточно кислых, чтобы полностью протонировать C3. В этом случае C5 является наиболее частым местом электрофильной атаки.
грамин, полезный синтетический промежуточный продукт, образуется с помощью реакции Манниха индола с диметиламином и формальдегид. Это предшественник индол-3-уксусной кислоты и синтетического триптофана.
N – H-центр имеет pK a 21 в ДМСО, так что очень сильные основания, такие как гидрид натрия или н-бутиллитий, и условия отсутствия воды требуются для полного депротонирования. Полученные металлоорганические производные могут реагировать двумя способами. Более ионных солей, таких как соединения натрия или калия, имеют тенденцию реагировать с электрофилами по азоту-1, тогда как более ковалентные соединения магния (индол реактивы Гриньяра ) и (особенно) комплексы цинка имеют тенденцию реагировать на углероде 3 (см. рисунок ниже). Аналогичным образом полярные апротонные растворители, такие как ДМФ и ДМСО, имеют тенденцию способствовать атаке азота, тогда как неполярные растворители, такие как толуол благоприятствует атаке C3.
После протона N – H водород у C2 является следующим по кислотности протоном индола. Взаимодействие N-защищенных индолов с бутиллитием или диизопропиламидом лития приводит к литированию исключительно в положении C2. Этот сильный нуклеофил затем можно использовать как таковой с другими электрофилами.
Бергман и Венемальм разработали метод литиирования 2-положения незамещенного индола, как и Катрицки.
Из-за богатой электронами природы индола он легко окисляется. Простые окислители, такие как N-бромсукцинимид, будут селективно окислять индол 1 до оксиндола (4и 5 ).
Только C2 – C3 пи-связь индола способна к реакциям циклоприсоединения. Внутримолекулярные варианты часто более продуктивны, чем межмолекулярные циклоприсоединения. Например, Padwa et al. разработали эту реакцию Дильса-Альдера с образованием усовершенствованных промежуточных соединений стрихнина. В этом случае 2-аминофуран представляет собой диен, тогда как индол представляет собой диенофил. Индолы также претерпевают внутримолекулярные [2 + 3] и [2 + 2] циклоприсоединения.
Несмотря на посредственные выходы, межмолекулярные циклоприсоединения производных индола хорошо документированы. Одним из примеров является реакция Пикте-Шпенглера между производными триптофана и альдегидами, которая дает смесь диастереомеров, приводящую к восстановлению выход желаемого продукта.
.
Индолы подвержены гидрированию иминной субъединицы.
На Wikimedia Commons есть материалы, связанные с индолами. |