Пиридин

от Уикипедия, свободната енциклопедия
Направо към навигацията Направо към търсенето
Пиридин
Pyridine chemical structure.png
Имена
По IUPAC азациклохекса-1,3,5-триен
Други азобензен, азин
Идентификатори
Номер на CAS 110-86-1
PubChem 1049
Номер на ЕК 203-809-9
SMILES
C1=NC=CC=C1
StdInChI
Свойства
Формула C5H5N
Моларна маса 79,1 g/mol
Външен вид безцветна течност
Плътност 0,9819 g/cm3, течност
Вискозитет 0,88 mPa.s
Точка на топене -41.6 °C, 232 K, -43 °F
Точка на кипене 115.2 °C, 388 K, 239 °F
Разтворимост във вода разтворим
Опасности
ЕС класификация запалим (F), вреден (Xn)
Фрази за риск R-20 R-21 R-22 R-34 R-36 R-38
NFPA 704
NFPA 704.svg
3
3
0
Точка на запалване 21 °C
Сродни съединения
Други пиколин
хинолин
анилин
пиримидин
пиперидин
Данните са при стандартно състояние
на материалите (25 °C, 100 kPa)
,
освен където е указано другояче.

Пиридин е хетероциклично ароматно органично съединение с химическа формула C5H5N. Структурно наподобява бензен, с една заместена с азотен атом CH група. Използва се като прекурсор за производството на агрохимикали и фармацевтични препарати, също се използва и като разтворител и реагент. Той е безцветна течност с характерна неприятна миризма на риба. Пиридиновият пръстен се среща в множество важни химични вещества, включително и никотина.

История[редактиране | редактиране на кода]

Пиридинът е открит през 1851 от Томас Андерсън, благодарение на опитите му върху дестилацията на животински материали. Думата пиридин произлиза от гръцките „пир“ огън и „идин“ наставка използвана за означаване на ароматни бази. Структурата на пиридина е установена през 1869 – 1870 от Вилхелм Кьорнер и Джеймс Дюар. Откритието на структурата на пиридина позволява създаването на нови методи за неговия синтез, сред които и този на Артур Ханч през 1882. Производството на пиридин нараства след 1940 година, когато започва масовото производство на 2-винилпиридин за синтеза на латекс. До наши дни световното производство на пиридин постоянно расте, вследствие откриването на структурата му в множество биомолекули.

Получаване[редактиране | редактиране на кода]

Първоначално индустриалното производство на пиридин се извършва чрез екстракция от катран. Синтеза се осъществява по метода на Чичибабин чрез взаимодействие между формалдехид, амоняк и ацеталдехид. За този процес се използва посредничеството на акролеин:

CH2O + NH3 + 2 CH3CHO → C5H5N + 3 H2O + H2

В резултат могат да се получат алкил и арил заместени производни и по-конкретно: монометилови производни – пиколини, диметилови производни – лутидини и триметилови производни – колидини.[1]

За по-специални случаи се използва добре разработен метод за получаване на пиридинов скелет[2] – синтез на Ханч, който представлява мултикомпонентна реакция между формалдехид, кето-естер и азотен донор.

Синтез на пиридин по Ханч

Химични свойства[редактиране | редактиране на кода]

Базичност[редактиране | редактиране на кода]

В органичните реакции, пиридинът се държи едновременно като третичен амин, встъпвайки в реакции на протониране, алкилиране, ацилиране и N-окисление, както и като ароматно съединение, встъпващо в реакции на нуклеофилно заместване.

Пиридиниев катион

Азотния атом в пиридина съдържа една свободна електронна двойка. Поради това, че тази електронна двойка не е делокализирана в ароматната π-електронната система на пръстена, пиридинът е слаба основа с химични свойства на третичен амин. Пиридинът се протонира при реакция с киселина и образува положително зареден ароматен молекулен йон наречен пиридиниев катион.

Свойства на N-нуклеофил и лиганд[редактиране | редактиране на кода]

Пиридинът е добър нуклеофил, който лесно се атакува от алкилиращи агенти, при което се полъчават N-алкилпиридиниеви соли. Пример за такава сол е цетилпиридиниевият хлорид, който представлява катионно ПАВ широкоизползвано за дезинфекция и като антисептично средство. Пиридинът намира също широка употреба и като лиганд в координационната химия.

Нуклеофилни реакции в ароматния пръстен[редактиране | редактиране на кода]

Нуклеофилно заместване протича на C-2 и C-4 места, при което се получават предимно 2 и 4 заместени продукти. Пример за такава реакция е реакцията на Чичибабин, където пиридин взаимодейства с натриев амид до получаване на 2-аминопиридин.

Реакция на Чичибабин

Приложение[редактиране | редактиране на кода]

Роля в химичния синтез[редактиране | редактиране на кода]

Пиридинът е важен разтворител и реагент в органичния синтез.[3] Редуцира се до пиперидин, който намира широко приложение в синтеза на пептиди. Използва се като катализатор в множество реакции на кондензация, дехалогениране, халогениране и ацилиране. Той е основният прекурсор за производството на множество инсектициди, хербициди, фармацевтични препарати, хранителни подобрители, бои, експлозиви и дезинфектанти.

Пиридинът като разтворител[редактиране | редактиране на кода]

Широко използван е като полярен апротен разтворител, като най-често често се използва за среда за протичане на реакции на окисление, тъй като трудно се окислява. Смесва се с широк спектър разтворители, включително хексан и вода. Деутерираният пиридин, наречен пиридин-d5, е често срещан разтворител в 1H-ЯМР спектроскопия.

Безопасност[редактиране | редактиране на кода]

Пиридинът е вреден при вдишване, поглъщане или при попадане върху кожата.[4] Симптомите на остра пиридинова интоксикация са замаяност, главоболие, гадене и загуба на апетит. Възможни са и по-тежки прояви – коремна болка и белодробен оток.[5] Настоящата оценка за възможен карциногенен ефект върху хора е отрицателна, тъй като няма адекватни доказателства за това, въпреки че се наблюдава известна карциногенност при някои животни.[5] LD50 при плъхове (перорално) е 891 mg/kg. Пиридинът е запалим. Лесно се разгражда от бактериите до амоняк и въглероден диоксид.[6] Незаместеното пиридиново ядро се разгражда по-лесно в сравнение с пиколин, лутидин, хлорпиридин или аминопиридин[7]

Източници[редактиране | редактиране на кода]

  1. Shinkichi Shimizu, Nanao Watanabe, Toshiaki Kataoka, Takayuki Shoji, Nobuyuki Abe, Sinji Morishita, Hisao Ichimura „Pyridine and Pyridine Derivatives“ in „Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry“ 2007, Wiley-VCH, Weinheim. doi:10.1002/14356007.a22_399
  2. Gilchrist, T.L. (1997). Heterocyclic Chemistry ISBN 0470204818
  3. Sherman, A. R. „Pyridine“ in e-EROS (Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis) (Ed: L. Paquette) 2004, J. Wiley & Sons, New York. doi:10.1002/047084289X.rp280 Article Online Posting Date: April 15, 2001.
  4. Aylward, G, (2008), „SI Chemical Data 6th Ed.“, ISBN 978-0-470-81638-7 (pbk.)"
  5. а б International Agency for Research on Cancer (IARC). Pyridine Summary & Evaluation. // IARC Summaries & Evaluations. IPCS INCHEM, 22 август 2000. Посетен на 17 януари 2007.
  6. Sims, G.K. and O'Loughlin, E.J.. Degradation of pyridines in the environment. // CRC Critical Reviews in Environmental Control 19 (4). 1989. DOI:10.1080/10643388909388372. с. 309 – 340.
  7. Sims, G. K. and L.E. Sommers. 1986. Biodegradation of pyridine derivatives in soil suspensions. Environmental Toxicology and Chemistry. 5:503 – 509.

Външни препратки[редактиране | редактиране на кода]

Криейтив Комънс - Признание - Споделяне на споделеното Лиценз за свободна документация на ГНУ Тази страница частично или изцяло представлява превод на страницата „Pyridine“ в Уикипедия на английски. Оригиналният текст, както и този превод, са защитени от Лиценза „Криейтив Комънс - Признание - Споделяне на споделеното“, а за съдържание, създадено преди юни 2009 година — от Лиценза за свободна документация на ГНУ. Прегледайте историята на редакциите на оригиналната страница, както и на преводната страница. Вижте източниците на оригиналната статия, състоянието ѝ при превода и списъка на съавторите.