8. Индол и его важнейшие производные

Одним из важнейших бензопроизводных пятичленных гетероциклов с одним гетероатомом является бензопиррол, или индол. Он сам и его производные являются биологически важными природными соединениями. Свое название индол получил в связи с тем, что впервые был получен из природного синего красителя индиго. Он найден также в каменноугольной смоле, образуется при гниении белков. Содержится в цветах жасмина, белой акации и апельсина.

1. Способы получения индола

Самый простой способ получения индола (Чичибабин А.Е.) – пропускание смеси анилина и ацетилена через нагретые трубы при 700С:

Второй способ, разработанный Э. Фишером, – нагревание фенилгидразонов с хлоридом цинка, серной или фосфорной кислотами:

2. Химические свойства

Реакции индола и его простых производных сходны с реакциями пиррола.

1. Индол обладает слабоосновными свойствами и в то же время слабокислыми, образует металлические производные – индол-калий, индол-натрий:

Следует отметить, что кислотные свойства у индола выше, чем у пиррола. Это объясняется влиянием бензольного кольца, являющегося как бы акцептором электронов -электронной системы гетероцикла. Благодаря этому электроны связи NH в большей мере смещаются в сторону азота, что способствует большей протонизации (подвижности) водорода.

2. В отличие от пиррола большинство реакций электрофильного замещения индола идет преимущественно в положение 3 (-положение), если оно занято, то заместитель направляется в положение 2 (-положение). И только при сульфировании образуется 2-индолсульфокислота.

3. Большое значение имеет получение N-магнийорганических соединений индола, из которых затем образуются -замещенные индола, в отличие от -производных пиррола.

Используя N-магнийиндол, можно синтезировать 3-индолилуксусную кислоту (гетероауксин), которая стимулирует рост корней растений – гормон роста:

К производным индола относится аминокислота триптофан, из которой в результате биохимического декарбоксилирования (при гниении белков) образуются триптамин и -метилиндол (скатол). Скатол обладает отвратительным запахом, напоминающим запах фекалий.

Окислением оксипроизводного индола – индоксила образуется индиго – прочный краситель синего цвета, известный с глубокой древности. Индоксил существует в виде двух таутомерных форм:

Индиго (индиготин) – прочное вещество, плавится с разложением только при 390С, почти нерастворимое в обычных растворителях, в кислотах и щелочах. Перед применением индиго в крашении его восстанавливают в щелочных растворах в диенол – белое индиго:

Белое индиго благодаря наличию двух енольных гидроксилов хорошо растворимо в щелочах. Окрашиваемую ткань погружают в бак (куб) со щелочным раствором белого индиго, а затем вынимают: кислород воздуха окисляет белое индиго в синее, которое прочно удерживается на волокне. Такой метод крашения получил название кубового.

Производные индола растительного происхождения входят в состав биологически активных веществ – алкалоидов. К ним относятся: серотонин, грамин, кокаин, резерпин, бруцин, стрихнин и др. Серотонин играет большую роль в процессах психической деятельности человека как медиатор.

При значительном изменении концентрации серотонина в мозге у людей наблюдается психические расстройства (например, шизофрения).