книги из ГПНТБ / Жунгиету Г.И. Оксиндол и его производные

В В Е Д Е Н И Е

Индолу и его производным принадлежит особая роль в

жизнедея­

тельности живых организмов. Незаменимая аминокислота

триптофан

в растениях превращается в фитогормон гетероауксин и

другие

индольные

алкалоиды, а в животных организмах - в

нейрогормон

серотонин,

играющий существенную роль в передаче

нервных им­

пульсов I й, Мелатонин (м-адетил-5-метокситриптамин)

являетоя

гормоном шишковидной желе зы ^ , а

псилощтн и его

фосфорный эфир

псилоцибин

известны как сильнейшие

пснхотомиметические

вещества

ческий препарат резерпин и др.

Удобными исходными веществами для синтеза новых производных

индольного ряда зарекомендовали себя оксинцол и его

гомологи.

Исследования в оксиндольном ряду представляют большой

интерес

еще и потому, что многие из этих соединений проявляют

высокую фи­

тивностями.

По-видимому, оксиндол вызывает депрессию

моторной

функции ЦНС

4 . У него, а

также и у диоксиндола, обнаружено

зна­

чительнее противосудорожное

деііотвие

5 . 5-Ллкоксиоксиндолы про-

являют седативную и анальгетическую активность

.

Оксиндол удобный пластификатор

' . Хорошими

термографи­

ческими материалами

зарекомендовали

себя

3,3-диаминооксиндблы

8

, получашиеоя из

изатинов и вторичных аминов,

а также

мно-

гне

другие

соединения оксиндольного

ряда

Q

J .

К настоящему времени накопился

довольно большой

объем

ин­

формации относительно способов получения, химических

превра-.*

* Порядковый номер библиографии

Г л а в а

I .

СТРОЕНИЕ ОКСИНДОЛА.

Для

оксиндола (индолинон-2

или

2-кетоиндолин) можно допус­

тить

существование трех

таутомерных

форм:

он существует е Биде кетоформы ( І . І )

, причем

2-окоиин-

дольная форма (1 .2)

значительно меньше

устойчива

Уже прос­

тое суммирование энергий связей показывает, что простая

кето-

структура устойчивее енольной примерно на 18 ккал/моль для

ке­

тонов и на 15 ккал/моль для альдегидов,

а

амид устойчивее,

чем

иміи.'о -спирт примерно

на 10 ккал/моль ^

.

Характерное

для

ок­

синдола сильно ассоциированное состояние сохраняется даже

при

больших разбавлениях

^2 ;

ти. Например такие, как реакции,

катализируемые основаниями

и

включающіе отрыв протона от Cg,

в случае оксиндола

проходят

анионы (1,3) только под действием

сильных оснований, тогда

как

оксиндол превращается в

анионы

ч1

.4) в присутствии значительно

более слабых

(карбонат

натрия,

например,

достаточно сильное

основание для

ионизации

І-ацилоксиндолов

2 3 ).

1 . 3

1 . 4

Эти особенности объяснить легко. Во-первых,

находящаяся

в

кольце связь G-N

частично имеет характер двойной

связи, как

это

Во-вторых, свободная электронная пара атома азота

вступа­

ет во взаимодействие не только с карбонильной

группой,

но и с

ароматическим кольцом, что можно изображать с

помощью

другой

конечной структуры (1 .6) 24 .

ления амидной меэомерш, вызванного, по-видимому, угловым

на­

тяжением 24 .

Исходя иэ этих соображений, можно

объяснить влияние на струк­

туру окоиндольной молекулы и ее реакцион'юспособность

со

сто­

роны заместителей, что и подтверждается

имевшимися

данными.

В олучае І-мѳтилоксиндола индуктивный эффект (+J)

металь­

ной группы уоиливает вклад полярной формы амида (1 .7)

и умень­

шает характер двойной связи карбонильной группы, в

результате

чего полоса карбонила в ИК спектре заметно сдвигается

в

сторо­

ну меньших частот

22 . Имеются, однако, примеры euw

большего

сдвига. Например, в ИК спектре І-фенилртутьоксиндола

(1.8) 25

имеются

три полосы при 1635, 1600 и 1580 см“ *. Полоса 1635 ом“*,

возможно, указывает на существование этого соединения

в

лак­

тамной,

кетонной

форме. По сравнению с оксиндолом она

значи­

тельно

сдвинута,

что, как и в случае других аналогичных

ами­

дов, объясняется

координацией атома металла с амидным

кисло­

родом в

кристаллической решетке. Большой сдвиг L .^уславливается

с наличием значительного частичного отрицательного заряда

на

атоме кислорода, вследствие его сопряжения с неподеленной

элѳк-

ОС

.

тронной парой атома азота

При наличии заместителей в

ароматическом кольце их

элект­

но,

Чі'о уравнение Гаммета неприменимо в случае орто-заместителей

28

. Вместе

с тем,

7-метокси- и І-метил-7-метокеиоксиндол,со­

держащие метоксильную группу е орто-положении по

отношению к

гетероатому,

и в мета-положении к З-метиленовой группе

также

укладываются

в найденную линейную зависимость. Это

наблюдение

подтверждает

передачу

электронного эффекта заместителя на

3-ме-

тиленовую группу

прямым путем,

а

не через амидную группу. К ана­

логичным выводам позволило прийти

и изучение

кислотности

нѳко-

торых замещенных ивдол-3-карбоновых кислот

29

Эти выводы

подтверждаются

изучением

кинетики

конден­

сации

замещенных оксиндолов

о

бѳнзальдѳгидом. Атом

брома

в мета-положении

к

Cg

благодаря своему

- Ü +

М-эффекту зна­

чительно

уменьшает

электронную

плотность

у

Од и облегчает

отщецление’

протона.

Изменение

положения

метокоильной группы

из мета-

в

пара-

вызывает

увеличение

электронной

плот­

ности

у Сд,

что

отраяаѳтоя

на

константах

окорооти

конден­

сации

этих

веществ

о

бензальдегидом:

R

К = I

- I

- I

о

моль

час

(25

)

H

0,335

R -

0, 045

6-

CHjO

1,350

7-CHjO

5

-

Br

1 0 , 0

4

-

CI

8 , 0

Для сравнения

можно привести

данные по

зависимости

кис­

лотности ряда бензойных кислот от

местоположения

заместителей

в ароматическом кольце:

R

РКа

СОШ

Н

4,21

2-С1

2,94

5-В г

3,81

Зт-ОСН^

4 , 0 9

4 - ОСИ,

4,47

Нитрогруппа у Cg благодаря своим ( - J) и (-М)-эффектам бла­

гоприятствует структуре (1 .9 ), в

результате

чего

частота

карбо­

нильной группы в РЖ спектре 5-нитрооксиндола проявляется

за­

метно

выше,что связано с уменьшением подарности двойной

связи в

карбониле. Метоксильная группа прі: Cg благодаря своему

элект­

ронодонорному эффекту наоборот способствует увеличению

поляр­

ности связи С = 0

и, следовательно, уменьшению частоты

погло- '

щения

карбонильной

группы в

ИК спектре

22 .

1 .8

В ИК спектре оксиндола проявляется два

карбонильных

макси­

мума при 1725й1708см“ .При наличии, сильного

орто-, пара-ориентй-*

рунпего заместителя в положении 5 проявляется лишь один максимум.

С другой стороны, разделение двух максимумов становится

более

наглядным при наличии в молекуле заместителей, способных

оттяги­

приятствующих образованию структур типа

(1 .9)

*8 .

В работе 88 также указывается

на

характерное' для системы

CO-ЫН оксиндола поглощение при 1710

см- *, а

также отмечается по-

1165 см“'*’) и на этой основе высказывается мнение о

существо­

вании

-как

лактамной

формы,

так

и формы,

содержащей

тре­

тичную

гидроксильную

группу.

В

то і же

время

отсутствие

в ИК спектра индиго полосы 1710 см * объясняется его

существо­

ванием либо

в

виде структуры (ІЛ О )

о сильными водородными свя­

зями, либо

в

цвиттерионной форме ( І .І 1 ) ,

что

в некоторой

степе­

ни подтверждается также наличием полосы 3250 см”*,

соответст­

вующей

к л-группе, участвующей

в хелатной

структура

30 .

1, 10

1,11

В ИК спектре І-метилоксипдола

частота поглощешія

карбо­

нильной группы понижается до 1698

см” *, по-видимому под

влия­

стабилизации

полярной

Форш at,ад а и,

следовательно,

ослаблению

двойной

связи

0 = 0

*^

.

В случае

І-аминооксиндола

поглощение

карбонильной

группы

проявляется также при 1698 см” 1 ,

но в

этом

случае понижение частоты вызывается уже другой причиной -

мек-

молекулярными водородными связями между аминогруппами и

карбо­

нильными группами (для

н-бвнэилиденаминооксиндола частота

кар­

бонильной группы достигает уже 1708 см”* ).

В ультрафиолетовой

области

все

оксиндолы,не замещенные

при

атоме

азота,

имеют максимумы в

пределах 24 8 - 253 m ,i(ig6~ 4,0) и

282 -

285

нм

(lß £ ~

3 ,0 ),

в

то

время как для

N-алнилированнгх

оксиндолов

характерно

наличие

только

одного первого

максимума

(второй

проявляется в виде плеча), В олучае оксиндолов обращает

на себя

внимание также поглощение при более низких длинах

волн

( ~ 208

нм),

котороѳ_при введении у Сд молекулы атома брома пере­

мещается

к

217 нм 3j- .

Изучая УФ спектры большого числа оксиндолов, М.С.Кистенева

пришла к выводу, что введение донорных заместителей

(СНд,

ОН, СНдСОЛН) в положении 5 вызывает лишь незначительный

г и п о ­

хромный сдвиг максимума поглощения и практически не влияет

на

окраску

оксиндольиого производного,

тогда как

введение

акцеп­

торов

в

это же положение вызывает заметный батохромный

сдвиг и

значительное

углубление

окраски. Дополнительный акцептор

в

полек

Зак.694

9