Изатин
| Изатин | |
|---|---|
 | |
 | |
| Общие | |
| Систематическое наименование |
1H-индол-2,3-дион |
| Хим. формула | C8H5NO2 |
| Физические свойства | |
| Молярная масса | 147.1308 г/моль |
| Плотность | 1.51 г/см³ |
| Термические свойства | |
| Температура | |
| • плавления | 201-203 °C |
| Классификация | |
| Рег. номер CAS | 91-56-5 |
| PubChem | 7054 |
| SMILES | |
| Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное. | |
Изатин (от лат. Isatis - вайда) — индол-2,3-дион, красные кристаллы, труднорастворимые в воде, хорошо растворимы в водных растворах щелочей, хлороформе и этаноле, растворим в ацетоне, бензоле, метиловом спирте и горячей воде.
Впервые был получен окислением индиго азотной или хромовой кислотой Эрдманом[1] и Лораном[2]
Реакционная способность
Изатину свойственна таутомерия; он существует как в лактамной, так и в лактимной форме, проявляя слабокислотные и слабоосновные свойства и образуя соли соответственно с основаниями и кислотами.
Атом водорода при азоте подвижен: в условиях реакции Манниха изатин аминометилируется с образованием N-диалкиламинометилизатина, под действием уксусного ангидрида изатин образует N-ацетилпроизводное[3].
Нуклеофильное присоединение к изатину идет по карбонилу в положении 3: изатин образует с аммиаком, гидроксиламином, гидразином и фенилгидразином 3-замещенные продукты.
Электрофильное замещение в ароматическом ядре изатина вследствие направляющего эффекта азота лактамной группы идет в положения 5- и 7- (пара- и орто- положения к азоту), бромирование и нитрование идут в положение 5.
Синтез
Впервые изатин был получен окислением индиго - действием бихромата калия в серной кислоте (Эрдман) или азотной кислотой (Лоран), исторически первым синтезом изатина стал синтез Байера из o-нитробензальдегида и ацетона:
Промышленным методом является синтез Зандмейера из анилина и хлоральгидрата. На первой стадии этого синтеза анилин (1) конденсируется в водном растворе с хлоральгидратом и гидроксиламином с образованием изонитрзоацетанилида (2). На второй стадии изонитрозоацетанилид под действием концентрированной серной кислоты претерпевает внутримолекулярную конденсацию с образованием изатина (4)[4], этот метод используется для синтеза и других производных изатина из замещенных анилинов[5]:
Другим методом синтеза изатинов является синтез Штолле (Stolle) - взаимодействие анилинов с оксалилхлоридом с образованием хлороксоанилида, циклизующегося в изатин под действием кислот Льюиса (хлорид алюминия, эфират трифторида бора)[6]
Замещенные изатины также могут быть синтезированы окислением индолов под действием различных окислителей[7], [8].
Применение
Изатин и некоторые его производные — ценные полупродукты в производстве кубовых индигоидных красителей; применяется также для обнаружения и фотометрического определения тиофена в бензоле (так называемая индо-фениновая реакция), пиррола и меркаптанов в воздухе.
Изатин-β-оксим — продукт взаимодействия изатина с гидроксиламином — применяют для обнаружения и определения урана, для обнаружения Ag, Co и многих других переходных металлов.
Примечания
- ↑ Otto Linné Erdmann (1840). "Untersuchungen über den Indigo". Journal für Praktische Chemie 19, (1): 321–362. doi:10.1002/prac.18400190161.,
- ↑ Auguste Laurent (1840). "Recherches sur l'indigo". Ann. chim. phys. 3, (3): 393–434.
- ↑ Thomas L. Jacobs et al. 2-Hydroxycinchoninic acid. Organic Syntheses, Coll. Vol. 3, p.456 (1955); Vol. 28, p.70 (1948) (недоступная ссылка). Дата обращения: 6 июня 2011. Архивировано 12 октября 2007 года.
- ↑ C. S. Marvel and G. S. Hiers Organic Syntheses, Coll. Vol. 1, p.327 (1941); Vol. 5, p.71 (1925). Архивная копия от 14 января 2011 на Wayback Machine.
- ↑ Martin Kollmar, Richard Parlitz, Stephan R. Oevers, and Günter Helmchen. 2-Amino-3-fluorobenzoic acid. Organic Syntheses, Coll. Vol. 10, p.23 (2004); Vol. 79, p.196 (2002). (недоступная ссылка). Дата обращения: 6 июня 2011. Архивировано 10 ноября 2005 года.
- ↑ Loloiu, G. Maior, O. Rev. Roum. Chim. 1997, 42, 67.
- ↑ Yadav, J. S. (2007). "Indium(III) Chloride/2-Iodoxybenzoic Acid: A Novel Reagent System for the Conversion of Indoles to Isatins". Synthesis 2007 (5): 693–696. doi:10.1055/s-2007-965930.
- ↑ Chebolu Naga Sesha Sai Pavan Kumar et al. Use of Pyridinium Chlorochromate and Reusable Polyanili