Индо́л ( бензопирро́л , 2,3-бензпиррол ) — гетероциклическое конденсированное ароматическое соединение .

Бесцветные кристаллы с запахом, напоминающим запах капусты .

Индольное ядро входит во множество биохимических природных соединений. Как индивидуальное вещество содержится в каменноугольной смоле и в некоторых эфирных маслах , например, в масле жасмина .

История

Изучение индола началось с изучения растительного красителя индиго . Из индиго окислением можно получить изатин , а затем в индоксил . В 1866 году Адольф фон Байер восстановил цинковой пылью индоксил до индола . В 1869 году он предложил химическую структурную формулу для индола (на рисунке слева) .

Некоторые производные индола очень широко использовались в качестве красителей до конца 19-го века. В 1930-х годах интерес к индолу вновь увеличился, когда стало известно, что индольное ядро входит в молекулы многих важных алкалоидов , в аминокислоту триптофан , в ауксины и другие биохимически важные вещества. Но и в наши дни он продолжает интенсивно изучаться .

От слова «индиго» индол и получил своё название.

Физические свойства

При нормальных условиях представляет собой бесцветные листовидные кристаллы с резким запахом, напоминающим запах прелой капустной кочерыжки. Легко краснеет при воздействии солнечного света и воздуха . В сильно разбавленном виде запах цветочный и напоминает цветки жасмина .

Растворимость в некоторых растворителях

• в бензоле — растворим;
• в воде — 0,36 г/100 г (при 25 °C) — плохо растворим;
• в диэтиловом эфире — легко растворим;
• в лигроине — растворим;
• в метаноле — растворим;
• в этаноле — 35,9 г/100 г (при 20 °C).

Химические свойства

Индол по своей реакционной способности схож с бензолом , но более реакционноспособен. Неподеленная пара электронов азота в индоле является частью ароматического секстета, поэтому индол не проявляет склонности к связыванию протона и лишен основных свойств. Напротив, в реакциях с сильными основаниями индол проявляет свойства слабой NH-кислоты.

Как слабая кислота, индол в растворе натрия в жидком аммиаке (NH ₃ ) образует N-натрийиндол, с гидроксидом калия (КОН) при 130 °C — N-калийиндол.

Обладает ароматическими свойствами. Электрофильное замещение идёт главным образом в положении атома углерода 3.

Нитрование обычно осуществляется , сульфирование — , — , хлорирование — SO ₂ Cl ₂ , алкилирование — активными алкилгалогенидами.

Ацетилирование в уксусной кислоте также идёт в положение 3, в присутствии ацетата натрия (CH ₃ COONa) — в положение 1.

В уксусном ангидриде образуется . Индол легко присоединяется по двойной связи a, b к непредельным кетонам и нитрилам .

( реакция Манниха ) в мягких условиях протекает в положение 1, в жёстких — в положение 3.

Замещение в бензольном кольце (преимущественно в положения 4 и 6) идёт лишь в кислых средах при блокированном присоединения по атому в положении 3. В присутствии воды, надкислот или на свету индол окисляется в индоксил , который затем превращается в димер, называемый индиго .

Более жёсткое окисление под действием озона (О ₃ ), диоксида марганца MnO ₂ приводит к разрыву пиррольного кольца с образованием . При гидрировании индола водородом в мягких условиях восстанавливается пиррольное кольцо, в более жёстких — и бензольное.

Нахождение в природе

Индол и его гомолог скатол образуются в кишечнике человека и других млекопитающих в результате расщепления гнилостными бактериями аминокислоты триптофана — скатол обладает очень неприятным запахом, но в крайне малых концентрациях он имеет запах жасмина (в эфирном масле которого содержится) и применяется в парфюмерии.

Индол содержится в эфирных маслах жасмина и цитрусовых, входит в состав каменноугольной смолы .

Индольное ядро — фрагмент молекул многих важных природных биохимических соединений (например, триптофана, серотонина , мелатонина , буфотенина ).

Ядро индола является R-группой одной из 20 кодируемых аминокислот — триптофана, и поэтому присутствует практически в любом белке . Ядро индола также входит в состав индольных алкалоидов .

Получение

Обычно индол выделяют из нафталиновой фракции каменноугольной смолы или получают дегидрированием о -этиланилина с последующей циклизацией образующегося продукта.

Синтез

Индол и его производные синтезируют циклизацией карбонильных соединений ( реакция Фишера ), взаимодействием с α-галоген- или α-гидроксикарбонильными соединениями ( ).

Применение

Индол служит исходным сырьём для синтеза гетероауксина , триптофана , используется в парфюмерной и фармацевтической промышленности. В парфюмерии индол применяют как фиксатор запаха .

Индол и его производные используют при синтезе многих биологически активных соединений ( гормонов , галлюциногенов ) и лекарственных средств (например, индопана , индометацина , индол-3-карбинола ).

Примечания

Литература

• Химическая энциклопедия / Редкол.: Кнунянц И.Л. и др.. — М. : Советская энциклопедия, 1992. — Т. 3 (Мед-Пол). — 639 с. — ISBN 5-82270-039-8 .