XII.1.2.2. Свойства

Индол и его производные – как правило, кристаллические соединения; некоторые из них обладают неприятным запахом, особенно 3-метилиндол (скатол), которому и обязаны своим запахом фекалии.

Химические свойства индола интересны взаимным влиянием конденсированых пиррольного и бензольного циклов.

I. Кислотно-основные свойства

А. Основность. Аналогично пирролу, индол проявляет свойства очень слабого основания; в кислых средах он, как и пиррол, протонируется не по атому азота, а по атому углерода, но не по положению 2, а по положению 3:

Индол ацидофобен, но в меньшей степени, чем пиррол.

Б. Кислотность. Индол – слабая кислота, сравнимая по силе с пирролом; аналогично пирролу, соли щелочных металлов получаются при действии амида натрия, гидрида натрия или трет-бутилата калия; при действии реактивов Гриньяра – N-индолилмагнийгалогениды. Индолил-анион, как и пирролил-анион, является амбидентным; соли щелочных металлов алкилируются и ацилируются по атому азота, а индолилмагнийгалогениды – по атому углерода в положении 3:

II. Реакции электрофильного замещения

Благодаря присутствию избыточного пиррольного цикла индол очень легко реагирует с электрофильными реагентами, хотя и несколько менее энергично, чем пиррол (бензольное ядро в какой-то мере также участвует в делокализации электронной пары атома азота, поэтому избыточная электронная плотность на атомах углерода пиррольного кольца в индоле несколько меньше, чем в самом пирроле). Электрофильные реагенты в большинстве случаев замещают атомы водорода в пиррольном, но не бензольном цикле; однако, в отличие от пиррола, замещение идет преимущественно в положение 3, а не в положение 2. Это – прямое следствие наличия бензольного ядра; в этом легко убедиться при сравнении устойчивости альтернативных-аддуктов:

П ри замещении в положении 2 для аддукта возможна только одна структура (820), в которой сохраняется устойчивое бензольное ядро; в других возможных резонансных структурах ароматичность полностью нарушена. Напротив, при замещении в положении 3 для аддукта возможны две устойчивые резонансных структуры (821а,b), сохраняющих бензольное ядро.

При взаимодействии индола с ацетилнитратом образуется 3-нитроиндол. 2-Метилиндол значительно устойчивее в кислых средах, чем индол, поэтому его можно нитровать также смесью азотной и серной кислот; при этом нитрогруппа идет не в положение 3 (оно занято присоединившимся протоном), а в бензольное ядро – в положение 5:

При взаимодействии индола с N-бромсукцинимидом образуется 3-броминдол, при формилировании по Вильсмайеру – 3-формилиндол (индол-3-карбальдегид) и т.д. Особо следует отметить реакцию Манниха:

З десь электрофилом является катион Манниха ⁺СН₂-N(CH₃)₂. Продукт реакции – 3-диметиламинометилиндол или грамин – встречается в растениях; это соединение используют в синтезах целого ряда природных биологически активных соединений индольного ряда, а также их аналогов.

Если в производных индола положение 3 занято, то электрофильное замещение чаще всего идет по положению 2.