吲哚是
吡咯与
苯并联的化合物,又称苯并吡咯,化学式为C8H7N。吡咯和苯有两种并合方式,分别称为吲哚和异吲哚。吲哚及其
同系物和
衍生物广泛存在于自然界,主要存在于天然花油,如
茉莉花、苦橙花、水仙花、香罗兰等中。
理化性质
外观:白色结晶
熔点:51-54℃
沸点:253℃
密度:1.22g/cm3
溶解性:溶于热水
闪点:107.8℃
折射率:1.681
logP:2.14
气味:吲哚浓时具有强烈的粪臭味,扩散力强而持久;高度稀释的溶液有香味,可以作为香料使用
分子结构数据
1、 摩尔折射率:38.52
2、 摩尔体积(cm3/mol):101.8
3、 等张比容(90.2K):270.7
4、 表面张力(dyne/cm):49.8
5、 极化率15.27
计算化学数据
1.疏水参数计算参考值(XlogP):0
2.氢键供体数量:1
3.氢键受体数量:0
4.可旋转化学键数量:0
5.互变异构体数量:0
6.拓扑分子极性表面积:15.8
7.重原子数量:9
8.表面电荷:0
9.复杂度:101
10.同位素原子数量:0
11.确定原子立构中心数量:0
12.不确定原子立构中心数量:0
13.确定化学键立构中心数量:0
14.不确定化学键立构中心数量:0
15.共价键单元数量:1
合成方法
1.从洗油馏分提取 在高温煤焦油中,约含吲哚0.10%-0.16%。一般可从煤焦油和洗油馏分提取。将洗油馏分经碱洗、酸洗,得到甲基萘馏分,然后在60块理论板的高效塔中精馏,切取出225-256℃馏分段,加氢氧化钾熔融。反应在170-240℃进行2-4h,搅拌至停止冒泡为止。静置,把下层吲哚钾放出冷却,打碎后在低温下用苯洗涤除油。然后在50-70℃进行水解得到粗吲哚油,将其在20块理论板的蒸馏塔内蒸馏,取回流比8-10:1,切取塔顶温度170-256℃馏分,冷却,结晶、离心过滤,即得精制吲哚。再经过压榨,使含油量在3%以下,用乙醇重结晶,得纯度度为99%的精制吲哚。
2.由邻氨基乙苯催化脱氢制得。邻氨基乙苯在氮气流中,在硝酸铝(或三氧化二铝)存在下,在550℃脱氢环化,经减压蒸馏得到二氢吲哚。再在640℃脱氢,得到吲哚。其他的制法还有由邻硝基甲苯和草酸酯反应,生成邻硝基苯基丙酮酸然后再制成α-吲哚羧酸,最后与石灰一起干馏而得产品;将苯胺与乙炔在600-650℃加热合成吲哚;将邻羧基苯基甘氨酸经3-羟基-2-吲哚羧酸和吲哚酸而合成吲哚;以浓硝酸或铬酸氧化静蓝得到吲哚醌,后者与锌粉进行蒸馏可得吲哚。将混合硝基肉桂酸与10份氢氧化钾粉末,加铁屑后加热将混合物熔化也可得到吲哚。吲哚及其同系物的合成,以费歇尔合成法最具有普遍性。酮或醛的芳香腙在酸性条件下作用,发生类似联苯胺的重排反应,而生成吲哚。
3.通过苯腙在酸催化下加热重排消除一分子氨得到2-取代或3-取代吲哚衍生物。在实际操作中,常可以用醛或酮与等当量的苯肼在酸中加热回流得到苯腙,其在酸催化下立即进行重排、消除氨而得到吲哚化合物。常用的催化剂有氯化锌、三氟化硼、多聚磷酸等,常用的酸有AcOH, HCl, 三氟乙酸等。
4.对于2,3位没有取代基的吲哚,一般工业上大多采用硝基苯的衍生物出发合成,邻甲基、邻甲酰基、邻氰乙基、邻乙烯基、及邻位有氢的硝基苯衍生物都可通过相应的方法得到吲哚。
毒理学数据
急性毒性
半数致死剂量 (LD50) :经口(大鼠) 1000 mg/kg;经皮(兔子 )790 mg/kg。
安全术语
S26:In case of contact with eyes, rinse immediately with plenty of water and seek medical advice.
眼睛接触后,立即用大量水冲洗并征求医生意见;
S36/37/39:Wear suitable protective clothing, gloves and eye/face protection.
穿戴适当的防护服、手套和眼睛/面保护;
S45:In case of accident or if you feel unwell, seek medical advice immediately (show the lable where possible).
发生事故时或感觉不适时,立即求医(可能时出示标签);
S60:This material and/or its container must be disposed of as hazardous waste.
该物质及其容器必须作为危险废物处置;
S61:Avoid release to the environment. Refer to special instructions/Safety data sheets.
避免释放到环境中,参考特别指示/安全收据说明书;
风险术语
R20/21:Harmful by inhalation and in contact with skin.
吸入和与皮肤接触是有害的;
R36:Irritating to eyes.
刺激眼睛
制备
吲哚及其同系物可用多种方法合成,其中以费歇尔合成法最普遍,它是用
酮或
醛的芳香腙在酸性条件作用,发生
重排反应而制成。在这一反应中,所用的酮必须有一个一级碳原子与羰基相连,才能得到吲哚。简易制法:可由
煤焦油的220℃~260℃馏分分出,或由
靛红用锌粉还原而制得。
香料用途
天然品广泛含于
苦橙花油、
甜橙油、
柠檬油、
白柠檬油、柑橘油、柚皮油、茉莉花油等精油中,可广泛用于茉莉、紫丁香、橙花、栀子、忍冬、荷花、水仙、依兰、草兰、白兰等花香型香精。极微量可用于巧克力、悬钩子、草莓、苦橙、咖啡、坚果、乳酪、葡萄及果香复方等香精中。
衍生物
吲哚的衍生物在自然界分布很广,许多天然化合物的结构中都含有吲哚环,有些吲哚的衍生物与生命活动密切相关,所以吲哚也是一个很重要的
杂环化合物。