Индол и его производные¶

Индол — гетероциклическое ароматическое соединение с эмпирической формулой C₈H₇N, состоящее из конденсированных бензольного и пиррольного колец. Относится к классу азотсодержащих гетероциклов; при нормальных условиях представляет собой бесцветные кристаллы с температурой плавления 52–53 °C и характерным запахом, плохо растворимые в воде, но хорошо — в органических растворителях. Индольное ядро лежит в основе множества природных и синтетических биологически активных веществ, что делает его одним из ключевых структурных фрагментов органической химии и фармакологии.

¶Строение и свойства

Молекула индола ароматична: неподелённая электронная пара атома азота включена в π-систему, поэтому индол не проявляет свойств обычного амина и не обладает выраженной основностью. Наиболее реакционноспособным является положение 3 пиррольного кольца — именно там протекают реакции электрофильного замещения (галогенирование, нитрование, сульфирование, формилирование). Реакция Вильсмайера — Хаака позволяет вводить формильную группу в положение 3 и служит распространённым методом синтеза функциональных производных.

Индол проявляет слабые кислотные свойства: атом азота способен терять протон под действием сильных оснований с образованием индолил-аниона, который используется в реакциях N-алкилирования и N-ацилирования.

¶История и получение

Впервые индол был выделен в 1866 году из индиго — отсюда и название (indigo + латинский суффикс -ol). Классический препаративный метод — синтез Фишера, заключающийся в кислотно-катализируемой циклизации арилгидразонов альдегидов и кетонов. Широко применяются также синтез Багера, синтез Маделунга, реакция Бартоли и методы на основе катализируемого переходными металлами аминирования. Промышленно индол получают из каменноугольной смолы и синтетическими путями.

¶Важнейшие производные

Индольное ядро входит в состав многих соединений, различающихся по природе и положению заместителей:

Кроме того, индольную структуру содержат алкалоиды растений (резерпин, стрихнин, винбластин), грибковые метаболиты и многие синтетические лекарственные средства.

¶Биологическое значение

В живых организмах индольные соединения выполняют сигнальные и регуляторные функции. Триптофан служит предшественником серотонина, мелатонина и витамина B₃ (ниацина) у животных. У растений индолил-3-уксусная кислота (гетероауксин) является основным ауксиновым гормоном, регулирующим рост и фототропизм. Бактериальный метаболизм триптофана в кишечнике приводит к образованию индола и его производных, влияющих на физиологию хозяина.

¶Применение

Индол и его производные применяются в синтезе фармацевтических препаратов (противовоспалительных, противомигренозных, противоопухолевых), в производстве красителей и пигментов, в парфюмерии (индол в малых концентрациях даёт цветочный запах жасмина), а также в агрохимии как регуляторы роста растений. В аналитической химии производные индола используются как реагенты и флуоресцентные метки.