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异喹啉
✍ dations ◷ 2025-06-06 12:58:34 #异喹啉
异喹啉(Isoquinoline)即苯并
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吡啶,是由萘中的一个 β-CH 基团被氮替换衍生出来的杂环化合物,与喹啉互为同分异构体,有芳香性。异喹啉是无色低熔点片状结晶、固体或液体,有类似茴香油和苯甲醛混合物的香味,通常存放后颜色会发黄。存在于煤焦油和骨油中。微溶于水,溶于稀酸,能与多种有机溶剂混溶。能随水蒸气蒸发。具吸水性。有碱性,pKa = 5.4,碱性较喹啉强,比吡啶略强,能与各种酸成盐,其盐酸盐熔点 209°C。1885年 Hoogewerff 和 van Dorp从煤焦油喹啉馏分中用分级结晶法获得了硫酸异喹啉。同年 Gabriel完成了异喹啉的合成。1914年 Weißgerber利用异喹啉和喹啉之间的碱性差异,发展了一种更为有效的分离方法。工业上主要以煤焦油粗喹啉馏分为原料,通过磺化、分级结晶、过滤、重结晶、氨水分解、洗涤和精馏生产异喹啉。异喹啉的化学性质与吡啶和喹啉相似,质子化、烷基化、酰化以及被过氧酸氧化都在 N 原子上进行,亲电芳香取代和亲核芳香取代反应主要在环上的 C 原子上进行。异喹啉的亲电芳香取代活性高于吡啶,优先发生在异喹啉环的 5- 和 8-位,以 5-位产物为主。通过N-质子化进行苯环上C-质子化然后进行质子交换,需要硫酸这样的强酸,而且反应在 C-5 上比 C-8 上快。亲核芳香取代在异喹啉的杂环进行,优先发生在 1-位。例如,异喹啉经过 Chichibabin反应可得1-氨基异喹啉;与正丁基锂发生 Ziegler反应得到1-正丁基异喹啉,这个反应的一级加成产物1-正丁基-1,2-二氢异喹啉受稠合苯环的影响而得到稳定,可被分离出来,经硝基苯氧化可在碳上取代,并恢复异喹啉环的芳香性。异喹啉可以在高温下通入氢气流与氢氧化钾反应而直接羟基化,产物是1-异喹啉酮。异喹啉 3-位的卤素表现出与卤代苯相似的性质,但 1-位的卤素具有与 α- 和 γ-卤代吡啶相似的敏感性,很容易发生亲核芳香取代。例如,1,3-二氯异喹啉可选择性地被甲氧基取代为 1-甲氧基-3-氯异喹啉。然而,3-卤代异喹啉惰性的一个明显例外是 3-溴代异喹啉与氨基钠通过ANRORC机理发生的取代反应,在这个反应中环氮原子变为取代基上的氮原子,生成3-氨基异喹啉。异喹啉在苯甲酰氯等酰化试剂的作用下,与氰化钾或三甲基氰硅烷发生 Reissert反应,生成 Reissert 化合物 2-酰基-1-氰基-1,2-二氢异喹啉。Reissert 化合物可以发生一系列在合成上有用的转换。异喹啉可以与过氧化苯甲酰作用,生成多种苯基异喹啉的混合物。如果用异喹啉正离子为作用物,则可通过它在酸性溶液中与亲核性更强的自由基的取代反应,在异喹啉的 1-位引入酰基和酰胺基。异喹啉被碱性高锰酸钾氧化,两个环都可被降解,得到的是吡啶-3,4-二甲酸和邻苯二甲酸的混合物。而在中性介质中用高锰酸钾氧化,不氧化苯环,只生成邻苯二甲酰亚胺。苯环上的取代基可以影响氧化反应的结果。用过氧酸氧化异喹啉,得异喹啉N-氧化物。异喹啉可以被催化氢化、氢化试剂或金属还原;也可以实现选择性完全还原或部分还原异喹啉的吡啶环或苯环。催化氢化的产物受反应介质酸性的影响很大:在乙酸中,吡啶环选择性还原生成1,2,3,4-四氢异喹啉;而在浓盐酸中,苯环被选择性还原生成5,6,7,8-四氢异喹啉,进一步还原则生成顺式和反式十氢异喹啉的混合物。异喹啉用二乙基氢化铝或氢化铝锂还原可以得到很活泼的1,2-二氢异喹啉;在液氨中用锂还原则得到3,4-二氢异喹啉。异喹啉
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