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]
Карл Гребе и Карл Глазер впервые выделили это соединение из каменноугольной смолы в 1872 году. [4]
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]
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]
Третий метод синтеза карбазола — 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]
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]
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]
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]
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.
{{cite encyclopedia}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )Aбыла вызвана, но не определена (см. страницу справки ).