5 吲哚的合成
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吲哚的合成方法
嘿,朋友们!今天咱就来唠唠吲哚的合成方法。
这吲哚啊,可是个很有意思的东西呢!
你想想看,就好像搭积木一样,我们要把各种小零件巧妙地组合在一起,才能搭出我们想要的吲哚这个“小城堡”。
先说一个常见的方法,就像做菜一样,我们有了各种食材,通过一定的步骤就能做出美味佳肴。
比如费歇尔合成法,把苯肼和醛或酮放在一起,经过一系列反应,嘿,吲哚就慢慢出现啦!这就好像魔法一样神奇,不是吗?
还有一种方法呢,就像是走一条特别的小路。
通过邻硝基乙苯的反应,经过一些奇妙的变化,也能得到吲哚呢。
你说这是不是很有趣?就好像在一个神秘的化学世界里探险一样。
再说说从苯胺出发的方法,这就好比是从一个起点出发,沿着特定的路线前进,最终到达吲哚这个目的地。
这一路上啊,有各种反应和变化,就像我们在旅途中会遇到不同的风景一样。
有时候我就在想啊,这合成吲哚的过程,不就跟我们生活中的很多事情一样嘛。
需要耐心,需要技巧,还需要那么一点点运气。
就像我们要做成一件大事,得一步一个脚印,精心准备,才能迎来最后的成功。
而且啊,研究吲哚的合成方法,就像是打开了一扇通往奇妙世界的大门。
你能看到各种化学反应在那里奇妙地发生,就像一场精彩的演出。
咱可不能小瞧了这些合成方法,它们可是科学家们经过无数次尝试和探索才找到的呢。
就好像我们在生活中不断努力,才能找到属于自己的成功之路。
总之呢,吲哚的合成方法充满了神奇和魅力,让我们一起在这个化学的世界里尽情探索吧!不用去管什么复杂的步骤和困难,只要我们有热情,有好奇心,就一定能发现更多关于吲哚的奥秘!这就是我想说的,朋友们,你们觉得呢?。
经典化学合成反应标准操作吲哚的合成目录2. Fischer 吲哚合成 (2)2.1 Fischer 吲哚合成反应示例 (2)3. 从硝基苯的衍生物出发合成吲哚 (3)3.1 邻甲基硝基苯衍生物合成吲哚 (4)3.1.1 邻甲基硝基苯衍生物合成吲哚示例 (4)3.2 邻甲酰基硝基苯衍生物合成吲哚 (4)3.1.2 邻甲酰基硝基苯衍生物合成吲哚示例 (5)3.3 邻氰甲酰基硝基苯衍生物合成吲哚示例 (5)3.4 邻乙烯基硝基苯衍生物合成吲哚示例 (6)3.5 邻位有氢的硝基苯衍生物直接用乙烯格氏试剂合成吲哚(Bartoli反应)示例74. 从苯胺的衍生物出发合成吲哚 (7)4.1苯胺经佛克烷基化再还原关环合成吲哚 (7)4.2 N-羟基苯胺DMAP催化下与丙炔酸酯缩合合成3-羧酸吲哚衍生物 (9)4.3 Nenitzescu吲哚合成 (9)5. 2-叠氮基-3-芳基丙烯酸酯环合合成2-羧酸吲哚衍生物 (10)5.1 2-叠氮基-3-芳基丙烯酸酯环合合成2-羧酸吲哚衍生物示例 (11)1. Introduction吲哚及其衍生物是一类非常有效的药物中间体。
已有不少相关综述报道其合成方法1。
我们将一些常用的合成方法简单的列举了出来,供大家在合成此类化合物的时候参考。
1 (a) G. W. Gribble, Contemp. Org. Synth., 1994, 145. (b) U. Pindur and R. Adam, J. Heterocycl. Chem., 1988, 25, 1. (c) C. J. Moody, Synlett , 1994, 681. (d) R. J. Sundberg, Indoles , Academic Press, San Diego, CA, 1996. (e) T. L. Gilchrist , J. Chem. Soc., Perkin Trans. 1, 1999, 2849. (f) G. W. Gribble, J. Chem. Soc ., Perkin Trans. 1, 2000, 1045.2. Fischer 吲哚合成Fischer 吲哚合成法是一个常见的吲哚合成方法。
常见吲哚合成反应汇总旧文重发,温故知新一、2-叠氮基-3-芳基丙烯酸酯环合合成2-羧酸吲哚衍生物通过叠氮基乙酸酯与芳香醛缩合可以得到 2-叠氮基-3-芳基丙烯酸酯,其加热环合生成吲哚2-羧酸酯衍生物,一般而言只有富电子的芳环(带推电子苯环,呋喃,噻吩,吡咯)可通过该方法环合。
由于反应放出氮气,在环合时一定要严格控制2-叠氮基-3-芳基丙烯酸酯滴加速度及反应瓶敞口,否则很容易喷发出来。
(Hemetsberger indole synthesis)二、Bartoli吲哚合成反应1989年,意大利化学家G. Bartoli等人报道了取代硝基苯和过量的格氏试剂在低温下反应,然后在水溶液中后处理得到取代吲哚,邻取代的硝基苯产率很高。
由邻取代的硝基苯(或亚硝基苯)和烯基格氏试剂制备7-取代吲哚的反应被称为Bartoli吲哚合成法。
在这反应被开发之前,其实有很多用于合成吲哚骨架的类似反应,如Leimgruber-Batcho吲哚合成,在这些反应中,确唯独没有一种能够合成7位取代吲哚的反应,此反应是制备 7-取代吲哚的较好方法。
Bartoli 吲哚合成的优点在于这个反应可以在碳环和杂环上都引入取代基。
三、Batcho–Leimgruber吲哚合成反应邻硝基甲苯类化合物和甲酰胺缩醛(如DMFDMA)缩合得到trans-β-二烷基胺基-2-硝基苯乙烯,接着还原得到吲哚类化合物的反应。
此反应原料邻硝基甲苯(衍生物)易得,反应条件温和,产率较高,因此常用作Fischer吲哚合成的替代方法。
还原方法一般通过加氢,但当分子内有敏感官能团(比如:Br,I都可或烯烃等)存在时可通过化学还原如:NH2NH2-RaneyNi, 铁粉,TiCl3, 锌粉还原得到吲哚。
四、Bischler–Möhlau吲哚合成反应α-芳胺基酮和过量的芳香胺环化得到2-芳基吲哚的反应。
五、Cadogan–Sundberg吲哚合成Cadogan反应是指邻硝基苯乙烯1或邻硝基芪类化合物和亚磷酸三酯或三烷基膦反应生成氮宾2,接着环化生成吲哚3的反应。
吲哚及其衍生物的合成和性质吲哚是一种含氮的芳香化合物,分子结构中含有一个五元环和一个侧链。
它是一种无色晶体,极易溶于有机溶剂,常用于有机合成反应中。
吲哚及其衍生物具有多种生物活性,如抗肿瘤、抗炎、抗菌、抗寄生虫等,因此在药物研究和医学领域中具有广泛的应用价值。
一、吲哚的合成方法1. Strecker合成法:用亚磷酸氢钠和氰化铁作为氮源,沸腾的环丙酮经过氰化、如下:2. Skraup合成法:将苯、甲酸和浓硫酸混合反应,生成薄荷醛,之后与苯胺反应生成吲哚3. Fischer合成法:将苯并甲酸酐和甲磺酸反应,生成甲苯磺酸酐,将其加热后与苯胺反应生成吲哚。
上述三种方法是制备吲哚的常用方法。
相比之下,Skraup合成法和Fischer合成法的产率较高,但存在环境污染和反应条件苛刻的问题。
二、吲哚的性质1. 化学性质吲哚具有类似苯的化学性质,如下:(1)芳香性:吲哚中的五元环含有4个π电子,可以形成稳定的芳香环结构;(2)亲电取代反应:可以进行取代反应,如硝化、氢化、卤代等反应;(3)求核取代反应:可以进行求核取代反应,如酰化、磺化、醚化等反应。
2. 生物学性质吲哚及其衍生物是研究的热点之一,具有多种生物活性,如下:(1)抗肿瘤活性由于吲哚分子结构中含有特定的分子基团,如双键、芳香环和取代基团等,使其可用于治疗肿瘤。
例如,病毒胸腺嘧啶(IBT)是一种吲哚衍生物,具有抗癌活性,在人类肝癌和肺癌中显示出显著的抑制作用。
(2)抗炎活性吲哚和其衍生物在体内具有抗炎活性,如抑制白细胞介素-1的表达和细胞因子产生,降低炎症反应的程度。
吲哚-3-醋酸和吲哚-3-甲酸是两种经常被用于抗炎治疗的吲哚衍生物。
(3)抗菌和抗寄生虫吲哚和其衍生物具有很好的抗菌和抗寄生虫活性,特别是在鱼类疾病治疗中具有广泛应用。
例如,吲哚-3-甲酸酯在低浓度下具有杀灭金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的作用;在高浓度下,可杀灭对贝类产生的一些寄生虫。
三、吲哚衍生物的合成1. N-烷基吲哚的合成N-烷基吲哚是一类重要的化合物,在药物合成中具有很大的应用价值。
bartoli吲哚合成反应机理
巴托利吲哚合成反应(Bartoli indole
synthesis)是一种合成吲哚化合物的方法,具有广泛的应用价值。
该反应通过芳香性亲核取代反应实现,以芳香胺和亲电试剂为原料,经过多步反应途径生成吲哚化合物。
下面是该反应的一种常见机理,以芳香胺和亲电试剂为例:
1.亲电试剂攻击:亲电试剂(如氰化物、硝酰氯等)首先
攻击芳香胺的氮原子,形成一个临时的键合中间体。
2.脱去氢离子:由于中间体的不稳定性,会发生一个质子
转移的过程,脱去氢离子形成间位的碳正离子。
3.亲电取代:中间体的碳正离子接受亲电试剂的攻击,形
成一个新的键,并释放出负离子。
4.负离子重排:负离子经过重排,使得芳香环上的氢原子
迁移到合适的位置。
5.生成吲哚环:芳香环上的氢原子再次参与反应,与负离
子发生亲电反应,生成吲哚环。
需要注意的是,巴托利吲哚合成反应的具体机理可能会因反应条件和底物结构的不同而有所变化。
此外,反应中可能还涉及中间体的形成和消失等步骤,具体的反应路径可能较为复杂。
因此,在实际应用中,针对具体的底物和反应条件,可能需要更加详细和具体的机理研究。
吲哚一词来源于印度的英文单词(India ):在十六世纪从印度进口的蓝色染料被称作靛篮。
将此染料化学降解可得到氧化的吲哚-吲哚酚和羟基吲哚。
吲哚在1866年通过在锌粉作用下蒸馏羟基吲哚第一次被制备出来。
吲哚可能是自然界中分布最广的杂环化合物。
色氨酸是必需的氨基酸,也是大多数蛋白质的组成部分。
它还可作为各种色胺、吲哚和2,3-二氢吲哚的生物合成前体。
2N H NH 2在动物中,存在于血液中的5-羟基色胺(5-HT )是中枢神经系统中非常重要的神经递质,在心血管和胃肠道中也起很大作用。
结构类似的激素褪黑素被认为能控制生理功能的昼夜节律。
NNH 2OH N H NHAcCH 3O植物王国中色胺酸衍生物包括3-吲哚基乙酸,它是一种有效的植物生长调节激素;以及大量不同结构的二级代谢产物-吲哚类生物碱,这一类化合物由于其有效的生理活性被广泛作为药物使用。
吲哚的结构单元也大量出现在许多人工合成的药物中,如具有消炎镇痛作用的环氧酶抑制剂吲哚美辛,止吐作用的5-HT 3受体拮抗剂昂丹司琼等。
NCH 3CH 3OOClCOOHNHON NMe由于吲哚在天然产物全合成和药物合成中的重要性,有机合成领域不断有大量关于吲哚环的全新合成方法和改进方法出现,已经形成了一个相当系统的合成框架,以下是一些目前可行的最重要的合成方法及示例。
1.通过醛和酮的苯腙的制备方法 (1) Fischer 合成法Fischer吲哚合成法发明于1883年,利用苯腙在酸或Lewis酸催化下通过重排反应,亲核关环,再消除氨而形成吲哚环N H NCH3NHPh1事实上,有时将醛或酮与苯肼在乙酸中一起加热即可发生“一锅煮”的反应2,生成的苯腙可不经分离直接发生重排反应。
甲基苯磺酸、阳离子交换树脂及三氯化磷都可有效地催化环化反应,有时在室温或更低的温度下反应也可进行3。
苯环上的供电基能提高Fischer环化反应的速率,而吸电基则降低反应速率。
但带有硝基的苯腙在合适的酸和反应条件下也可较好地发生反应,如甲苯与多聚磷酸的两相混合物4或三氟化硼的乙酸溶液5。
吲哚实验的原理和应用概述吲哚(Indole)是一种含有咪唑环的有机化合物,具有特殊的结构和活性,因此在化学实验室和工业中有广泛的应用。
本文将介绍吲哚实验的原理以及在不同领域的应用。
吲哚实验的原理吲哚实验主要基于吲哚分子的特殊结构和反应性质进行。
下面将详细介绍吲哚实验的原理。
1.吲哚的合成–一种常见的合成吲哚的方法是费希尔反应。
该反应是通过苄胺和酮类化合物在酸性条件下的缩合反应进行。
该反应可以产生各种吲哚衍生物。
–另一种常见的合成吲哚的方法是巴比佐咪啉合成法。
该反应可由苯胺和卡宁类化合物在酸性条件下反应得到,生成各种吲哚衍生物。
2.吲哚的结构特点–吲哚分子由苯环和咪唑环组成,具有芳香性。
这种结构使得吲哚在化学反应中表现出一些特殊的特性。
–吲哚的咪唑环上的氮原子可形成氢键和其他分子发生作用,从而产生特殊的反应性。
3.吲哚的反应性质–吲哚可通过酸碱催化发生取代反应。
其咪唑环上的氮原子具有亲电性,可与亲电试剂(如卤代烷)反应,发生取代反应。
这为吲哚的结构修饰提供了条件。
–吲哚还可以进行亲核试剂的加成反应。
其咪唑环上的氮原子可以与亲核试剂(如醇)发生加成反应,形成吲哚的取代产物。
–吲哚还可以参与环化反应,形成具有不同环的化合物。
这种环化反应称为肬肼反应,是吲哚化合物的重要合成方法之一。
吲哚的应用吲哚由于其特殊的结构和反应性质,在不同领域有着广泛的应用。
下面将介绍吲哚在几个重要领域的应用。
1.药物化学–吲哚是许多重要生物活性分子的结构骨架之一。
许多药物合成中,吲哚结构被用于构建有机分子的核心结构。
常见的药物中使用吲哚的例子包括抗生素、抗癌药物、抗病毒药物等。
–吲哚还可以用作药物靶点的模拟结构,用于药物筛选和优化。
2.生物学研究–吲哚是天然界中广泛存在的一类化合物,参与了许多重要的生物学过程。
因此,吲哚及其衍生物常用于生物学研究,如生物活性研究、信号传导路径研究等。
–吲哚还可以用于染料和显色剂的制备,用于细胞和组织的染色。
醇胺法合成吲哚机理及工艺优化何志勇【摘要】为了改进醇胺法合成吲哚工艺,提高吲哚的收率,考察了新催化剂下的反应机理及工艺条件.用气相色谱-质谱(GC-MS)分析了醇胺法合成吲哚中的副产物,得到了18个具体副产物的结构信息,其中副产物N,N'-二苯基-1,2-乙二胺和N-苯基吗啉的存在证明吲哚合成中生成了中间体2-苯胺基乙醇,确定了吲哚合成的主要机理:首先苯胺和乙二醇催化反应生成了中间体2-苯胺基乙醇,然后2-苯胺基乙醇再脱水、脱氢得到吲哚.根据此机理,调整了工艺条件,并对催化剂的载体进行改进,自制GC6催化剂合成吲哚,催化剂的使用寿命得到极大提高,500 h稳定实验结果显示催化剂活性较好,吲哚收率仍维持在70%以上.【期刊名称】《化学反应工程与工艺》【年(卷),期】2018(034)002【总页数】6页(P124-129)【关键词】苯胺;乙二醇;吲哚【作者】何志勇【作者单位】中国石油化工股份有限公司南京化工研究院有限公司,江苏南京210042【正文语种】中文【中图分类】O621.13吲哚是制备各种医药、农药、香料、染料和饲料添加剂的主要原料,是一种重要的杂环精细化工中间体[1]。
80年代日本的渡边[2]发明了苯胺和乙二醇在金属催化剂的作用下气相合成吲哚产品的方法。
以苯胺和乙二醇为原料催化合成吲哚(醇胺法),该方法不仅原料价格低廉,生产成本低,而且操作工艺简单,环境友好,具有明显的优点,是合成吲哚最有前途的一种方法。
为了开发具有自主知识产权的合成工艺,需要研究该反应的机理,提出优化的工艺。
前期研究发现,不管是使用Ag基催化剂还是Cu基催化剂,醇胺法合成吲哚的反应初活性相对较高,使用Ag基催化剂反应1 h吲哚的收率能够达到75%,但是催化剂稳定性较差,吲哚的收率随着时间的延长而快速降低。
为了改善催化剂的性能,稳定吲哚的收率,本工作对反应中的副产物进行分离检测,研究反应机理,调整工艺,同时对催化剂的载体SiO2进行改进,改进后的催化剂寿命得到了极大的提高,500 h实验显示吲哚收率仍大于70%。
吲哚类化合物的合成及其相关问题研究
吲哚类化合物是一类重要的有机物,也是化学研究中重要的研究主题。
随着科学研究的不断发展,人们对吲哚类化合物合成及其相关问题的了解也在不断加深。
本文将从化学的角度,就吲哚类化合物的合成及其相关问题进行全面系统的研究。
首先,吲哚类化合物是一类具有特殊结构的有机物,其特殊的结构决定了它的独特物理和化学性质。
吲哚类化合物具有一个由四个连接的环状骨架,包括一个官能团和三个环状碳链,是一类多用途的结构单元。
由于吲哚类化合物具有独特的特性,它们在生物医学领域具有重要的应用价值。
其次,在合成吲哚类化合物的过程中,常用的方法主要包括烷基化法、格氏法、特氏法、环咪唑合成法、化学氧化、碳氢化以及不相容碳氢化等。
此外,为了解决质子源问题,还可以采用还原剂去活性化还原法,或者采用电子源去活性化还原法等。
这些方法在合成吲哚类化合物时非常有效。
最后,在研究吲哚类化合物合成过程中,还需要注意一些问题。
首先,合成过程中需要采用合适的激发态,以确保反应优化,从而获得最高产率的产物;其次,在反应过程中可能会发生多余反应,此时需要精心设计条件以减少杂质的形成;最后,在反应过程中要注意控制反应温度、pH值和电子密度,以防止反应中出现意外反应,以达到最优的反应效率。
综上所述,吲哚类化合物合成及其相关问题是一个重要的研究课题。
本文从一个化学视角,对吲哚类化合物合成及其相关问题进行了分析研究,希望能够为吲哚类化合物合成过程及其相关性质的研究提供依据。
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fischer吲哚合成反应机理
Fischer吲哚合成反应,又称为Fischer-Hepp反应,是指在碘化物和酸的催化下,将肼与醛、羰基化合物等经过缩合反应合成吲哚的过程。
该反应机理比较复杂,下面就来详细介绍一下。
反应前期:首先,碘化物会将醛、羰基化合物等中的一个羰基氧离子亲近攻击,形成加合物。
随后,该加合物中的氧离子与碘形成复合物,并脱离出羰基。
这个过程中,产生了单电子的碘正离子和单电子的羰基负离子。
反应中期:羰基负离子与与肼分子反应,这个过程中,由于羰基的电子云被肼分子中的氮原子亲近吸引,使得羰基负离子的负电荷密度降低,从而羰基中的氧离子与一个氢离子结合,脱离出水分子。
此时,出现了被稳定的亚胺离子。
亚胺离子中,羰基碳原子上的孤对电子会被肼中的氮原子吸引,使得碳原子上的负电荷密度降低,从而与碘形成化学键,此时的羰基已经脱离出亚胺离子。
反应后期:亚胺离子中的氮原子中有两对孤对电子,其中的一对电子会抽离出异闪光灯中的负电子,形成自由基。
此时,自由基可以通过重复之前的碱催化步骤,使得自身上的羰基继续与肼反应,并形成新的亚胺离子。
另一方面,自由基上的孤对电子会吸引与羰基碳原子的电子云,使得它们形成共价键。
随后,氢离子可以与亚胺离子中的羰基碳原子上的一个孤对电子结合,形成最终产物——吲哚。
总之,Fischer吲哚合成反应是一种以缩合为主要反应机理的反应。
在该反应中,
碘化物和酸是必要的催化剂,可以极大提高反应速率和产物得率。