3) Индол и его производные. Строение. Триптофан. Гетероауксин. Нахождение в природе.

Индол — бесцветные кристаллы с запахом, напоминающим нафталин. Хорошо растворим в органических растворителях, горячей воде и жидком аммиаке. Индол впервые был получен Байером в 1866 г. перегонкой оксииндола над цинковой пылью. Основным природным источником индола является каменноугольная смола. Индол относится к гетероароматическим соединениям. Индол обладает слабыми кислотными свойствами.

1) Как электронодонорное соединение и слабое основание индол реагирует с различными электрофильными реагентами. В отличие от пиррола в индоле реакционным центром обычно является углеродный атом в положении 3, что обусловлено влиянием бензольного цикла. В то же время индол является слабой NH-кислотой и дает соли.2) Взаимод. с альдегидами приводит к образованию дииндолильных производных, например:

3) Аминометилирование (р-ция Манниха) в мягких условиях протекает в положение 1, в жестких - в положение 3. Замещение в бензольное кольцо (преим. в положения 4 и 6) идет лишь в кислых средах при блокированном положении 3.

4)Индолы легко окисляются кислородом воздуха и многими другими окислителями. Реакции окисления протекают сложно и приводит к открытию пятичленного цикла. В присутствии кислорода на свету индол может окисляться до индоксила, который в дальнейшем при окислении дает димер, а затем краситель индиго.

Производные индола: триптофан и его продукты метаболических превращений: мелатонин, серотонин.

Триптофан- (2-амино-3-(3-индолил) - пропионовая кислота) ароматическая альфа- аминокислота, обладает всеми свойствами 3-замещенных индолов: легко окисляется, в сильнокислой среде неустойчив (разрушается в условиях кислотного гидролиза белков, поэтому для его определения проводят щелочной гидролиз. Триптофан дает многочисленные цветные реакции (напр., Адамкевича реакцию). Триптофан-бесцветное кристаллическое вещество, Т_пл=283-285 градусов, растворим в воде, плохо растворим в этаноле и не растворим в диэтиловом эфире.

ТРИПТОФАН - незаменимая аминокислота, входящей в состав большинства белков животного и растительного происхождения. Триптофан в организме человека непосредственно преобразуется в серотонин - соединение, которое вызывает умственное расслабление и создает ощущение эмоционального благополучия. Серотонин, в свою очередь, является предшественником мелатонина, регулирующего биологические часы. У людей, находящихся в состоянии депрессии, в крови мало как серотонина, так и триптофана. Их низкое содержание в организме вызывает депрессию, тревожность, бессонницу, расстройства внимания, гиперактивность, мигрень, головные боли, напряжение.

Мелатонин-гормон, участвующий в регуляции циркадных ритмов организма (циклических колебаниях активности различных органов). Его часто используют спортсмены для сглаживания сбоя биоритмов за счет улучшения сна при перелете нескольких часовых поясов.

Серотонин - биогенный амин, влияющий на функции различных органов и тканей при взаимодействии со специфическими рецепторами. Он играет важнейшую роль в деятельности центральной и периферической нервной системы в качестве передатчика нервных импульсов.

Гетероауксин (β-индолилуксусная кислота) — вещество группы ауксинов, фитогормон, стимулятор роста растений. Химическое вещество высокой физиологической активности, образующееся в растениях и влияющее на ростовые процессы ( гормон роста); один из наиболее широко распространённых ауксинов. Впервые выделен из культуры плесневых грибов и др. микроорганизмов голландским химиком Ф.Кеглем с сотрудниками; позднее обнаружен и у высших растений; образуется из аминокислоты триптофана в листьях, а затем перемещается в растущие стебли и корни растений, где окисляется и переходит в деятельное состояние.

Гетероауксин можно получить синтетически путем взаимодействия индола и гликолевой кислоты в присутствии основания под действием высокой температуры:

Нахождение в природе:

Индол содержится в эфирных маслах жасмина и цитрусовых, входит в состав каменноугольной смолы. Кольцо индола — фрагмент молекул важных природных соединений (например, триптофана, серотонина, мелатонина, буфотенина). Обычно индол выделяют из нафталиновой фракции каменноугольной смолы или получают дегидрированием о-этиланилина с последующей циклизацией образующегося продукта. Ядро индола входит в состав индольных алкалоидов. Сам индол – фиксатор запаха в парфюмерии; его производные используют в производстве биологически активных соединений (гормонов, галлюциногенов) и лекарственных средств (например, индопана, индометацина).

Триптофан является компонентом пищевых белков. Наиболее богаты триптофаном такие продукты, как сыр, рыба, мясо, бобовые, творог, грибы, овёс, сушёные финики, арахис, кунжут, кедровый орех, молоко, йогурт. Триптофан присутствует в большинстве растительных белков, особенно им богаты соевые бобы. Очень малое количество триптофана содержится в кукурузе, поэтому питание только кукурузой приводит к нехватке этой аминокислоты. Одним из лучших источников триптофана является арахис, причем как цельные орехи, так и арахисовая паста.

Помимо стимуляции растяжения клеток растений, гетероауксин влияет и на многие другие процессы. Под его действием интенсифицируется деление клеток. Известно, что процесс опадения листьев контролируется гетероауксином: перед опадением его приток из листа в черешок сильно сокращается. Обработка черешка гетероауксином предотвращает опадение. Особенно сложными кажутся механизмы регуляции гетероауксином процессов цветения и плодоношения. Он влияет на пол образующегося цветка, на рост и формирование пыльцевой трубки.