Индол

Индол
Общие
Систематическое наименование	1H-​индол
Традиционные названия	2,3-бензпиррол, 1-бензазол, бензопирро́л, бензо[b]пирро́л, кетол
Хим. формула	C8H7N
Физические свойства
Состояние	бесцветные кристаллы
Молярная масса	117,15 ± 0,02 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 $pK_{a}$	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

Индо́л (бензо[b]пирро́л, 2,3-бензпиррол) — гетероциклическое конденсированное ароматическое соединение с формулой C₈H₇N. Бесцветные кристаллы с запахом, напоминающим запах капусты или нафталина.

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

История

Структурная химическая формула индола, предложенная Байером в 1869 году

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 (серотонин, мелатонин, буфотенин). Но и в наши дни^{[когда?]} 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. Приобретает красноватый оттенок под воздействием солнечного света и воздуха. При очень малой концентрации в воздухе запах индола цветочный и напоминает запах цветков жасмина. Температура плавления 52,5 °C, кипения 254 °C, при нагревании до 150 °C возгоняется; плотность при 56 °C составляет 1,0718 г/см³. Дипольный момент (раствор в бензоле при 25 °C) 7,03·10⁻³⁰ Кл·м. Перегоняется с пара́ми воды, диэтилового эфира, аммиака.

Растворимость в некоторых растворителях

• в бензоле — растворим;
• в воде — 0,36 г/100 г (при 25 °C) — плохо растворим; хорошо растворим в горячей воде.
• в диэтиловом эфире — легко растворим;
• в жидком аммиаке — хорошо 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. Неподелённая пара электронов атома азота в индоле является частью ароматического секстета, поэтому индол не проявляет склонности к связыванию протона и лишён 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, у атома углерода в положении 3.

Нитрование обычно осуществляется бензоилнитратом, сульфирование — пиридинсульфотриоксидом, бромирование — диоксандибромидом, 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 1,3-диацетилиндол. Индол легко присоединяется по двойной связи a, b к непредельным кетонам и нитрилам.

Аминометилирование (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 2-формамидобензальдегида. 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 арилгидразонов карбонильных соединений (реакция Фишера), взаимодействием ариламинов с α-галоген- или α-гидроксикарбонильными соединениями (реакция Бишлера).

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).

Литература

• Грандберг И. И. Индол // Химическая энциклопедия : в 5 т. / Гл. ред. И. Л. Кнунянц. — М.: Большая Российская энциклопедия, 1992. — Т. 3: Меди — Полимерные. — С. 232—233. — 639 с. — 48 000 экз. — ISBN 5-85270-039-8.