2,3,3-三甲基-3H-吲哚的一种合成方法

背景

2,3,3-三甲基-3H-吲哚是一种重要的合成光敏变色剂和共轭菁类阳离子染料的中间体。2,3,3-三甲基-3H-吲哚菁染料具有多种优点，例如高荧光量子产率、可调谐的吸收波长范围、易于合成近红外荧光染料以及相对较好的稳定性。作为一种荧光探针，它在生物芯片、DNA测序、荧光免疫分析、临床诊断和治疗等生命科学前沿领域中已经具有重要应用。2,3,3-三甲基-3H-吲哚的合成对于制备具有特殊光学性质的染料非常重要。该化合物可作为中间体用于合成各种具有高荧光效率和调控性质的吲哚菁染料。2,3,3-三甲基-3H-吲哚菁染料在生命科学领域发挥了重要作用。它们可以作为荧光探针用于检测和定量分析生物分子，如蛋白质、酶活性和细胞信号传导等。

目前制备2,3,3-三甲基-3H-吲哚最主要的方法是费歇尔吲哚合成法。Hugo I1ly和Lance Funderburk在1968年，使用甲基异丙基酮腙为原料，在乙醇中以氯化锌为催化剂成功合成了2,3,3-三甲基-3H-吲哚。1985年，李仲杰采用苯肼或取代苯肼以及3-甲基-2-丁酮为原料，使用醋酸作为催化剂，将合成过程分为两步进行。首先制备腙中间体，然后通过以下步骤将腙在同一反应器中转化为2,3,3-三甲基-3H-吲哚。为了减少与具有较大毒性的原料接触，Mark V. Reddington尝试采用对溴苯肼盐酸盐、3-甲基-2-丁酮和冰醋酸的一锅法。通过减压分馏分离，也成功地得到了目标产物。传统的两步合成法首先得到苯腙中间体，然后进行关环反应，但此方法工艺复杂，涉及大量有机溶剂的使用，产生废酸，对环境造成污染。尽管一步法简化了反应步骤，但也存在着反应时间长、收率低以及大量酮用量的问题。对于2,3,3-三甲基-3H-吲哚的制备方法，仍有进一步的研究和改进空间，以寻找更高效、环境友好、经济可行的合成路线。

合成路线

现有一种微波合成法可以解决以上问题，具体合成步骤如下，将苯肼(34g)，甲基异丁酮 (70g)冰和醋酸(300 mL) 混合，敞口容器中，回流，微波辐射 (800W)，20-30min。反应结束后，溶液浓缩，冷却，用(100mL)乙酸乙脂稀释，用饱和NaHCO3 溶液中和至中性pH=7-8，分层，有机层浓缩干后的粗品47.9g，经 flash柱分离(展开剂极性乙酸乙脂/石油醚=1:5)后，浓缩，得到2,3,3-三甲基-3H-吲哚 (45.1g，90.3%)。

2,3,3-三甲基-3H-吲哚微的波合成方法，用微波加热得到目标产物，微波作用时火力的选择与时间呈反比，同原有工艺的反应几小时到十几小时相比，大大缩短了反应时间，反应中的冰醋酸可以回收再利用，合成过程中，未加入其它的有机溶剂及催化酸，降低了对环境的污染。

参考文献

1.江西科技师范学院.2，3，3-三甲基-3H-吲哚及其衍生物的微波合成方法:CN101544590A[P].2009-09-30.