تعرف على علم الكيمياء
ما هو الإندول Indole؟
– الإندولات Indoles عبارة عن مركبات متكاثفة تنتج عن التحام حلقة البنزين مع حلقة البيرول الخماسية أو مشتقاته وأبسط أنواعها البنزوبيرول (Benzopyrrole) أو الإندول ( Indole)
– يتكون الإندول Indole نتيجة دمج حلقة البنزين مع حلقة البيرول في الموضع (2) ، (3) لحلقة البيرول كالتالي:
– ويوجـد هذا المركب في قطران الفحم وكذلك بعض المنتجات الطبيعية مثل صبغة الإنديجو (Indigo) ، والـتـربـتـوفـان الذي يوجد في البروتينات وبنسبة قليلة في عطور الياسمين.
طرق تحضير الإندول Preparation of Indole
وهناك عدة طرق لتحضير الإندول ومشتقاته أهمها:
(1) طريقـة مدلج Madelung synthesis
وتعتمد هذه الطريقة على تحلق مركب أورثوأسيتاميد التلوين ( O. Acylamid toluene) في وجود قاعدة قوية مثل تحضير الإندول من أورثو فورمامد التلوين ( O. Formamidotoluene) ، وكذلك تحضير ٢ـ مثيل الإندول من أورثو أسيتاميد التلوين.
(2) طريقـة ريسرت Reissert synthesis
وهذه طريقة جيدة لتحضير الإنـدول ومشتقاته وتتم بتسخين أورثو نيتروتلوين أو أحد مشتقاته مع أوكسلات الإثيل (Ethyl oxalate)
(3) طريقـة فيشر
وتعتمد هذه الطريقة على تسخين فينيل هيدرازون للالدهيدات أو الكيتونات المناسبة في وجود عامل حفز مناسب مثل حمض الكبرتيك أو الـفـوسـفـوريك أو أحـد حموض لويس مثل كلوريد الزنك اللامائي أو ثالث فلوريد البورون بالإضافة إلى عدد من الحموض الأخرى التي يمكن استعمالها كعوامل مساعدة.
وعلى العموم فإن ميكانيكية التفاعل السابق يمكن أن تلخص بالخطوات الآتية:
الخواص الفيزيائية للإندول Physical properties of Indole
– الإندول مركب صلب ذو بلورات عديمة اللون ينصهر عند 52 مo
– وهو مركب أروماتي له طاقة تأرجحية تقدر بحوالي 48 ك سعر/جزيء أي أنه أكثر ثباتاً من البيرول بما يعادل الضعف وهذا يدل على أن لحلقة البنزين تأثيرا كبيراُ بهذا الخصوص.
– أما التراكيب التأرجحية (الرنينية) للإندول فهي:
ومن هذه التراكيب التأرجحية نستنتج أن تكاثف حلقة البنزين مع حلقة البيرول أدى إلى تغير المواضع الفعالة في حلقة البيرول تجاه العوامل الإلكتروفيلية حيث أصبح موضع 3- أكثر فعالية من موضع 2-.
الخواص الكيميائية Chemical properties of Indole
– يشبه الإندول في كثير من الخواص البيرول إلا أن وجود حلقة البنزين كما سبق وذكرنا يجعل العوامل الإلكتروفيلية تفضل الموضع 3- على الموضع 2- إلا إذا كان موضع 3ـ مشغولاً فإن موضع 2ـ يكون مفضلاً أما إذا كان موضع 2- مشغولا أيضاً فإن الاستبدال الإلكتروفيلي يتم على حلقة البنزين في موضع 6-.
(1) قاعدية الإندول Basicity of Indole
– والإندول كما هو الحال في البيرول له صفة قاعدية ضعيفة جداً ولذلك يمكن أن يستقبل بروتون في الوسط الحمضي المخفف ويكون الكاتيون التالي:
وهـذا الكاتيون بدوره يمكن أن يهاجم جزيء إنـدول آخـر ويـكـون إنـدولاً ثنائياً ( Indoledimer) وكذلك إندولاً ثلاثياً (Indoletrimer).
(2) حامضية الإندول Acidity of Indole
– أما خواص الإندول الحامضية فتتضح من تفاعله مع القواعد القوية، والمعادن القلوية.
– فعند درجة حرارة ١٢٥-١٣٠مo يمكن أن يتفاعل الصوديوم أو البوتاسيوم مع الإندول ويتصاعد الهيدروجين كما أنه يمكن أن يحضر ملح الصوديوم كما يلي:
وهذه الأملاح يمكن أن يستفاد منها لتحضير الكثير من مشتقات الإندول.
– ومن جهة أخرى يمكن أن يتفاعل الإندول مع مركب جرينارد حيث يتصرف الإندول كمصدر للهيدروجين النشط.
(3) تفـاعـلات الاستبدال الإلكتروفيليـة
– يقـوم الإنـدول بعـدد من تفاعلات الاستبدال الإلكتروفيلية يمكن أن نلخص أهمها فيما يلي:
(4) اختزال الإندول Reduction of Indole
– والإندول يستطيع أن يقوم بتفاعلات ريمر ـ تيان ومانخ (Mannich)
– كما أنه يمكن أن يختزل الإندول باستخدام الخارصين أو القصدير وفي وجود حمض إلى وينتج الاندولين Indoline
أما عند استخدام النيكل والهيدروجين فإن الناتج عبارة عن أوكتاهيدرواندول Octahydroindol
ملخص توضيحي لتفاعلات الإندول
الملخص التالي لتفاعلات الإندول (الحامضية – القاعدية – الاختزال)
الملخص التالي لتفاعلات الاستبدال الإلكتروفيلية للإندول
المراجع:
- كتاب المركبات الحلقية غير المتجانسة والحيوية للدكتور حمد بن عبدالله اللحيدان والدكتور محمد بن إبراهيم الحسن والدكتور سالم سليم الذياب – الطبعة الثانية – جامعة الملك سعود – المملكة العربية السعودية
- محاضرات 341 كيم كيمياء المركبات الحلقية غير المتجانسة Chemistry of Heterocyclic Compounds للدكتور عبدالله بن محمد الماجد – جامعة الملك سعود – السعودية
- كتاب الكيمياء العضوية للمؤلف د. حسن محمد الحازمي / الجزء الثاني
