Индол

У этого термина существуют и другие значения, см. (Индол (значения)).

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

Индол
Общие
Систематическое наименование	1H-​индол
Традиционные названия	2,3-бензпиррол, 1-бензазол, бензопирро́л, кетол,
Хим. формула	C8H7N
Физические свойства
Состояние	бесцветные кристаллы
Молярная масса	117,15 г/моль
Плотность	1,22 г/см³
Термические свойства
Температура
• плавления	52,5 °C
• кипения	254 °C
Давление пара	100 кПа
Химические свойства
Константа диссоциации кислоты ${\displaystyle pK_{a}}$	17
Классификация
Рег. номер CAS	120-72-9
PubChem	798
Рег. номер EINECS	204-420-7
SMILES	C1(NC=C2)=C2C=CC=C1
InChI	InChI=1S/C8H7N/c1-2-4-8-7(3-1)5-6-9-8/h1-6,9H SIKJAQJRHWYJAI-UHFFFAOYSA-N
RTECS	NL2450000
ChEBI	16881
ChemSpider	776
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.
Медиафайлы на Викискладе

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

Структурная химическая формула индола, предложенная Байером в 1869 г.

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 (NH₃) 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) — SO₂Cl₂, (алкилирование) — активными алкилгалогенидами.

(Ацетилирование) в уксусной кислоте также идёт в положение 3, в присутствии ацетата натрия (CH₃COONa) — 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 (О₃), диоксида марганца MnO₂ 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

1. CRC Handbook of Chemistry and Physics (англ.) / W. M. Haynes — 97 — Boca Raton: 2016. — P. 6—112. —
2. ^[англ.]. Ueber die Reduction aromatischer Verbindungen mittelst Zinkstaub (нем.) // ^[англ.] : magazin. — 1866. — Bd. 140, Nr. 3. — S. 295—296. — doi:10.1002/jlac.18661400306.
3. ^[англ.]; Emmerling, A. Synthese des Indols (нем.) // ^[англ.] : magazin. — 1869. — Bd. 2. — S. 679—682. — doi:10.1002/cber.186900201268. 17 мая 2020 года.
4. Van Order, R. B.; Lindwall, H. G. Indole (англ.) // ^[англ.] : journal. — 1942. — Vol. 30. — P. 69—96. — doi:10.1021/cr60095a004.
5. Источник  (неопр.). Дата обращения: 22 июня 2023. 22 июня 2023 года.
6. Источник  (неопр.). Дата обращения: 22 июня 2023. 22 июня 2023 года.

Литература

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