本文将介绍关于6-甲基吲哚的共振多光子电离光谱分析，旨在为相关研究人员提供参考依据和实验支持。
简述:6-甲基吲哚，英文名称：6-methyl-1H-indole，CAS：3420-02-8，分子式：C9H9N，外观与性状：透明黄色至淡棕色液体，是一种吲哚类化合物。吲哚类化合物是自然界中分布最广的杂环化合物，作为医药、农药、染料 和其它精细化工产品的中间体，其应用越来越广。
1. 合成
（1）方法一
Taeko Izumi等以2-硝基苯乙烯通过钯催化得到缩醛，再用Fe/AcOH-HCl 缩合得到吲哚衍生物。反应式如下：
该方法能制得5-甲氧基吲哚、6-甲氧基吲哚、6-甲基吲哚、6-氯吲哚。
（2）方法二：
J.Eric Nordlander等从某一适合的N-（三氟乙酰基）-2-苯胺乙缩醛在 沸腾的三氟乙酸和过量的三氟乙酸酐中高收率的得到N-（三氟乙酰基）吲哚，然后在室温下皂化得到吲哚衍生物，反应式如下：
该方法能制得4-甲基吲哚、5-甲基吲哚、6-甲基吲哚等。
（3）方法三：
该方法以邻硝基苯乙腈为原料，在二甘醇二甲醚中和LDA试剂在-78℃下作 用生成锂代化合物，再和水在相同条件下缩合成吲哚衍生物，反应式如下：
该反应能制取4-甲基吲哚、4-甲氧基吲哚、4-氯吲哚、5-甲基吲哚、6-甲基吲哚。最后一步收率都在82%以上，但该反应需要在-78℃低温下进行，很难实现工业化。
2. 共振多光子电离光谱分析
吲哚是色氨酸的发色基团，科学家已经采用不同的光谱学方法对其进行了广泛研究。张秀山等人获得了6-甲基吲哚的单色共振多光子电离和双色共振多光子电离光谱，发现了在电子激发态的较强的CH3的转动谱线。具体如下：
2.1 实验与计算方法
将6MI(纯度99%，ACROS)样品加热到约55℃，用2×105—3×105 Pa的氦气作载气，通过一直径为0.15mm小孔的脉冲阀绝热膨胀到达真空室。分子束由放置于脉冲阀喷射孔下游15mm处的撇取器较准形成。光源由两套独立的可调谐紫外激光器系统组成，每套激光器系统用二倍频的YAG激光泵浦染料激光，染料激光再经过二倍频产生紫外激光。由脉冲发生器(Stanford Research Systems，DG 535)控制激光脉冲、分子束及数据采集的时间序列。采用了斐索(Fizeau)激光波长计(New Focus 7711)校准染料激光器的波长。两束反向传播的激光束垂直于分子束并在分子束处重叠。分子被激光电离后经过离子透镜聚焦并加速，再经过1.60m的无场自由飞行区最后到达微通道板探测器。计算机控制染料激光进行波长扫描，并实现数据采集。
所有计算均利用GAUSSIAN 03W程序包进行[5]。采用CIS和密度泛函理论B3PW91配合6-311++G**，6-311+G**，6-311++G**基组分别用来预测6MI在基态S0，激发态S1，和离子基态D0的能量、振动频率等参数。根据基态和离子基态的能量计算出了电离能IE。
2.2 结论
6MI，5MI，3MI，1MI和吲哚的S1←S0跃迁的带头分别为34820，34355，34873，34540和35232cm-1。换句话说，吲哚6，5，3和1位置的甲基置换分别导致了412，877，359和692cm-1的红移。这一能量红移的大小在一定程度上依赖于甲基CH3在环上的位置。正像前面一部分提到的一样，甲基置换能够引起附近电子密度和分子几何构形的改变，从而每一个电子态的零点能级也会移动。目前的ab initio和DFT计算结果表明甲基置换导致所有6MI，5MI，3MI和1MI的S0，S1和D0电子态零点能级降低。若激发态S1和基态S0零点能级降低程度相同，则不会产生任何光谱移动。实验观测到的红移表明激发态S1的零点能级下降程度大于基态S0。
一般观点认为，吲哚类分子的S1←S0跃迁主要涉及到芳香环的c电子云激发，这与苯胺分子类似。在分子结构方面，吲哚包含苯环和吡咯环，而苯胺只含有一个苯环。因此，吲哚的c电子被认为比苯胺更具非定域性。对p-甲基苯胺、m-甲基苯胺和N-甲基苯胺的电子激发能进行测定，分别为33084、33832和33292cm-1，比苯胺分别低945、197和737cm-1。这些实验数据的比较结果表明吲哚与苯胺的甲基置换效应十分相似。
6MI，5MI，3MI，1MI和吲哚的绝热电离能分别为60967，61696，60679，60749和62591cm-1，结果显示，吲哚6，5，3和1位的甲基置换分别引起电离能产生了1624，895，1912和1842cm-1红移。这种情况类似于CH3在苯，苯胺和苯酚上的置换。
参考文献：
[1]张秀山,李昌勇,贾锁堂等. 6-甲基吲哚的共振多光子电离光谱分析 [J]. 光谱实验室, 2007, (04): 531-535.
[2]何光洪. 吲哚类化合物的合成研究[D]. 四川大学, 2007.
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