Карбазол
Карбазол
Имена
Предпочтительное название ИЮПАК
9 H -Карбазол [1]
Другие имена
9-азафлуорен
дибензопиррол
дифениленим
дифениленимид
USAF EK-600
Идентификаторы
  • 86-74-8 проверятьИ
3D модель ( JSmol )
  • Интерактивное изображение
3956
ЧЭБИ
  • ЧЕБИ:27543 проверятьИ
ChEMBL
  • ChEMBL243580 проверятьИ
ChemSpider
  • 6593 проверятьИ
DrugBank
  • DB07301 проверятьИ
Информационная карта ECHA100.001.542
Номер ЕС
  • 201-696-0
102490
КЕГГ
  • С08060 проверятьИ
CID PubChem
  • 6854
Номер RTECS
  • FE3150000
УНИИ
  • 0P2197HHHN проверятьИ
  • DTXSID4020248
  • ИнЧИ=1S/C12H9N/c1-3-7-11-9(5-1)10-6-2-4-8-12(10)13-11/h1-8,13H проверятьИ
    Ключ: UJOBWOGCFQCDNV-UHFFFAOYSA-N проверятьИ
  • ИнЧИ=1/C12H9N/c1-3-7-11-9(5-1)10-6-2-4-8-12(10)13-11/h1-8,13H
    Ключ: UJOBWOGCFQCDNV-UHFFFAOYAV
  • c1ccc2c(c1)c3ccccc3[nH]2
Характеристики
С 12 Н 9 Н
Молярная масса167,211  г·моль −1
Плотность1,301 г см −3
Температура плавления246,3 °C (475,3 °F; 519,5 К) [2]
Точка кипения354,69 °C (670,44 °F; 627,84 К) [2]
−117,4 × 10−6  см3  моль − 1
Опасности
Маркировка СГС :
GHS08: Опасность для здоровьяGHS09: Опасность для окружающей среды
Предупреждение
Н341 , Н351 , Н400 , Н411 , Н413
П201 , П202 , П273 , П281 , П308+П313 , П391 , П405 , П501
точка возгорания220 °C (428 °F; 493 К) [2]
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа).
проверятьИ проверить  ( что такое   ?)проверятьИ☒Н
Химическое соединение

Карбазол — ароматическое гетероциклическое органическое соединение . Он имеет трициклическую структуру, состоящую из двух шестичленных бензольных колец, слитых по обе стороны пятичленного азотсодержащего кольца. Структура соединения основана на структуре индола , но в которой второе бензольное кольцо слито с пятичленным кольцом в положении 2–3 индола (эквивалентно двойной связи 9a–4a в карбазоле соответственно).

Карбазол является составной частью табачного дыма . [3]

История

Карл Гребе и Карл Глазер впервые выделили это соединение из каменноугольной смолы в 1872 году. [4]

Производство

Немногие методы производства карбазола являются экономически выгодными из-за ограниченного спроса. Во время перегонки каменноугольной смолы карбазол концентрируется в антраценовом дистилляте и должен быть удален перед производством антрахинона ; этот отход является основным промышленным источником карбазола. [4] [5] Полярные соединения (например, кетоны) селективно осаждают его из антрацена; более современная технология заключается в простой селективной кристаллизации из расплавленной каменноугольной смолы при высокой температуре [4] или низком давлении (70 мм рт. ст.). [6]

Классический лабораторный органический синтез карбазола — циклизация Борше-Дрекселя . [7] [8]

Синтез Борше-Дрекселя
Синтез Борше-Дрекселя

На первом этапе фенилгидразин конденсируется с циклогексаноном до соответствующего имина . Второй этап представляет собой катализируемую соляной кислотой реакцию перегруппировки и реакцию замыкания кольца в тетрагидрокарбазол. В одной из модификаций оба этапа объединяются в один путем проведения реакции в уксусной кислоте . [9] На третьем этапе это соединение окисляется свинцовым суриком до самого карбазола.

Другим классическим методом является синтез карбазола Бухерера , в котором используются нафтол и арилгидразин. [10]

синтез карбазола Бухерера
синтез карбазола Бухерера

Третий метод синтеза карбазола — реакция Гребе-Ульмана.

Реакция Гребе-Ульмана
Реакция Гребе-Ульмана

На первом этапе N -фенил-1,2-диаминобензол ( N -фенил- о -фенилендиамин ) преобразуется в соль диазония , которая мгновенно образует 1,2,3-триазол . Триазол нестабилен, и при повышенных температурах выделяется азот и образуется карбазол. [11] [12]

Флуоресценция (9H-карбазол-9-ил)(2,4-дихлорфенил)метанона

Производные дифениламина , будучи богатыми электронами , естественным образом окисляются до карбазолов при нагревании на воздухе. [13] Похожая реакция — реакция Мэллори :

Замещенные карбазолы легче всего синтезировать с помощью реакций сочетания переходных металлов . Для применений, где примеси переходных металлов в конечном продукте могут ингибировать, альтернативой является нуклеофильное ароматическое замещение на диоксиде дибензотиофена . [14]

Естественное возникновение

Карбазолы встречаются в природе в карбазольных алкалоидах. Карбазольные алкалоиды с незамещенными бензольными кольцами встречаются редко. Оливацин был обнаружен в коре Aspidosperma olivaceum , а эллиптицин в Ochrosia elliptica . [15] Некоторые карбазольные алкалоиды, особенно глибомин B, были выделены из Glycosmis pentaphylla . [16]

  • Гликозолин
    Гликозолин
  • Оливацин
    Оливацин
  • Эллиптицин
    Эллиптицин
  • Глибомин В
    Глибомин В

Приложения

Поскольку карбазолы имеют относительно богатый спектр УФ-видимого света, они находят применение в качестве пигментов [4] и фотокатализаторов . [17] Исходный карбазол используется в производстве Hydron Blue [4] , а аминоэтилкарбазол используется в производстве пигмента фиолетового 23. [18]

Пигмент Фиолетовый 23 синтез

Карбазолы стабилизируют триплетные излучатели в некоторых светодиодах ; [4] в целом они являются фотодонорами электронов (акцепторами дырок). [19]

Карбазол электрохимически окисляется до проводящего полимера , который не получил существенного промышленного применения. [20] Поливинилкарбазол полезен в электротехнической и электронной промышленности, а некоторые карбазольные новолаки чрезвычайно термостойки. [4]

В органической химии собственно карбазол также является ингредиентом нескольких биоактивных молекул . Инсектицид Ниросан, [4] антидот от передозировки кокаина Римказол и ветеринарный НПВП Карпрофен — все они сделаны из карбазола. Ингибитор топоизомеразы II эллиптицин соединяет карбазол с пиридиновым кольцом.

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Международный союз теоретической и прикладной химии (2014). Номенклатура органической химии: Рекомендации ИЮПАК и предпочтительные названия 2013. Королевское химическое общество . стр. 212. doi :10.1039/9781849733069. ISBN 978-0-85404-182-4.
  2. ^ abc Lide, David R. (2007). CRC Handbook of Chemistry and Physics, 88-е издание . CRC Press . стр.  3–86 . ISBN 978-0-8493-0488-0.
  3. ^ Талхаут, Рейнскье; Шульц, Томас; Флорек, Ева; Ван Бентем, Ян; Вестер, Пит; Опперхейзен, Антон (2011). «Опасные соединения в табачном дыме». Межд. Дж. Энвайрон. Рез. Общественное здравоохранение . 8 (12): 613–628 . doi : 10.3390/ijerph8020613 . ПМК 3084482 . ПМИД  21556207. 
  4. ^ abcdefgh Коллин, Герд; Хёке, Хартмут; Тальбирски, Йорг. «Карбазол». Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Вайнхайм: Wiley-VCH. дои : 10.1002/14356007.a05_059.pub2. ISBN 978-3-527-30673-2.{{cite encyclopedia}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  5. ^ Кофранческо, А. Дж., «Антрахинон», Энциклопедия химической технологии Кирка-Отмера , Нью-Йорк: John Wiley, стр. 5, doi :10.1002/0471238961.0114200803150618.a01, ISBN 9780471238966
  6. ^ Беттс, У. Д., «Смола и деготь», Энциклопедия химической технологии Кирка-Отмера , Нью-Йорк: John Wiley, стр. 5, doi :10.1002/0471238961.20011802052020.a01, ISBN 9780471238966
  7. ^ В. Борше (1908). «Ueber Tetra- und Hexa Hydrocarbazolverbindungen und eine neue Carbazolsynthese. (Mitbearbeitet von. A. Witte und W. Bothe.)». Юстус Либигс Энн. хим. (на немецком языке). 359 ( 1–2 ): 49–80 . doi :10.1002/jlac.19083590103.
  8. ^ Э. Дрексель (1888). «Ueber Elektrolyse des Phenols mit Wechselströmen». Ж. Практ. хим. (на немецком языке). 38 (1): 65–74 . doi :10.1002/prac.18880380105.
  9. ^ Роджерс, Кросби У.; Корсон, ББ (1950). "1,2,3,4-Тетрагидрокарбазол (Карбазол, 1,2,3,4-тетрагидро-)". Органические синтезы . 30 : 90. doi :10.15227/orgsyn.030.0090; Собрание томов , т. 4, стр. 884.
  10. ^ Ван, Зеронг (2010). «Синтез карбазола Бухерера». Комплексные органические названия реакций и реагентов . стр.  549–552 . doi :10.1002/9780470638859.conrr120. ISBN 9780470638859.
  11. ^ Карл Гребе ; Фриц Ульманн (1896). «Ueber eine neue Carbazolsynthese». Юстус Либигс Энн. хим. (на немецком языке). 291 (1): 16–17 . doi :10.1002/jlac.18962910104.
  12. ^ О. Бремер (1934). «Über die Bedeutung der Graebe-Ullmannschen Carbazolsynthese und deren Übertragung auf N -заместитель пиридино-триазола». Юстус Либигс Энн. хим. (на немецком языке). 514 (1): 279–291 . doi :10.1002/jlac.19345140116.
  13. ^ Фогт, Питер Ф.; Герулис, Джон Дж. «Амины ароматические». Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Том. 2. Вайнхайм: Wiley-VCH. п. 703. дои : 10.1002/14356007.a02_037. ISBN 978-3-527-30673-2.
  14. ^ Бханучандра, М.; Ёримицу Хидеки. «Дибензотиофен 5,5-диоксид». Энциклопедия реагентов для органического синтеза . doi :10.1002/047084289X.rn02046.
  15. ^ Эберхард Брейтмайер (1997), Алкалоид , Висбаден: Springer Fachmedien, стр. 49, ISBN 978-3-519-03542-8
  16. ^ Ошибка цитирования: Указанная ссылка Aбыла вызвана, но не определена (см. страницу справки ).
  17. ^ Риццо, Кармело Дж. (2005). «N-Метилкарбазол».N -Метилкарбазол . Энциклопедия реагентов для органического синтеза . doi :10.1002/047084289X.rn00578. ISBN 0-471-93623-5.
  18. ^ Патент США 4,345,074
  19. ^ Ин Ван, «Фотопроводящие полимеры», Энциклопедия химической технологии Кирка-Отмера , Нью-Йорк: John Wiley, стр. 15, doi :10.1002/0471238961.1608152023011407.a01, ISBN 9780471238966
  20. ^ Наарманн, Герберт. "Полимеры, электропроводящие". Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Т. 29. Вайнхайм: Wiley-VCH. С. 309. doi :10.1002/14356007.a21_429. ISBN 978-3-527-30673-2.
В Wikisource есть текст статьи « Карбазол » из Британской энциклопедии 1911 года .
  • ПБМ
  • Изменение цвета при депротонировании
Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Carbazole&oldid=1269289910"