PIRIDINAS: STRUKTŪRA, SAVYBĖS, PANAUDOJIMAS, TOKSIŠKUMAS, SINTEZĖ - CHEMIJA

Piridino yra aromatinis aminas, turintis į Cheminė formulė C ₅ H ₅ N yra azoto benzeno versija, kaip -CH buvo pakeistas azoto atomu, (N). Kartu su piroliu piridinas sudaro paprasčiausių aromatinių aminų grupę.

Piridinas iš pradžių buvo gaminamas iš akmens anglių dervos, tačiau tai buvo mažo derlingumo metodas. Dėl to buvo sukurti įvairūs jo cheminės sintezės metodai, vyraujantys tame, kuriame naudojama formaldehido, acetaldehido ir amoniako reakcija.

Piridino struktūrinė formulė. Šaltinis: Calvero. / Viešoji nuosavybė

Piridiną pirmiausia gavo Thomas Andersonas (1843), škotų chemikas, kuris, kaitinant gyvulių mėsą ir kaulus, gamino aliejų, iš kurio buvo išgrynintas piridinas.

Tomas Andersonas (1819 m. Liepa)

Piridinas naudojamas kaip žaliava sintezei junginių, pašalinančių ir kontroliuojančių vabzdžių, grybelių, žolelių dauginimąsi. Jis taip pat naudojamas gaminant daugybę vaistų ir vitaminų, taip pat naudojamas kaip tirpiklis.

Piridinas yra toksiškas junginys, galintis chroniškai pažeisti kepenis, inkstus ir centrinės nervų sistemos veiklą. Piridinas gali patekti į organizmą prarijus, įkvėpus ir difuzijos būdu per odą. Chemijos srityje ji yra žinoma kaip medžiaga, galinti sukelti impotenciją vyrams.

Piridino struktūra

Molekulinė

Piridino molekulinė struktūra. Šaltinis: „Benjah-bmm27“ / Viešoji nuosavybė

Viršutinis paveikslėlis rodo piridino molekulinę struktūrą, pavaizduotą rutulių ir juostų modeliu. Kaip matyti, jos molekulė yra labai panaši į benzeno molekulę, tik tuo, kad joje yra vienas iš anglies (juodųjų sferų), pakeistas azotu (mėlynoji sfera).

Azotas, būdamas labiau elektronegatyvus, traukia elektronų tankį į save, o tai sukuria nuolatinį dipolio momentą piridine. Todėl piridino molekulės sąveikauja veikdamos dipolio-dipolio jėgas.

Vandenilio atomai yra neturtingi elektronai, todėl jie bus orientuoti kaimyninės molekulės azoto atomo kryptimi.

Kristalinis

Piridino kristalinė struktūra. Šaltinis: „Orci“ / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)

Piridino molekulės turi ne tik dipolio-dipolio jėgas, bet ir aromatinių žiedų sąveiką. Taigi šioms molekulėms pavyksta tvarkingai išsidėstyti, kad susidarytų ortorombinės struktūros kristalas (viršutinis vaizdas) -41,6 ° C temperatūroje.

Piridino savybės

Piridino mėginys. „LHcheM / CC BY-SA“ (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)

Fizinė išvaizda

Bespalvis, aštraus kvapo skystis, panašus į žuvų.

Molinė masė

79,1 g / mol

Tankis

0,9819 g / ml

Lydymosi temperatūra

-41,6 ºC

Virimo taškas

115,2 ºC

Tirpumas

Jis maišosi su vandeniu, taip pat su alkoholiu, eteriu, naftos eteriu, aliejais ir daugeliu kitų organinių skysčių.

Garų slėgis

16 mmHg esant 20 ° C temperatūrai.

Garų tankis

2,72 vandens atžvilgiu = 1

Lūžio rodiklis (n

1 5093

Klampumas

0,88 cP

Dipolio momentas

2.2 D

užsidegimo vieta

21 ºC

Savaiminio užsidegimo temperatūra

482 ºC

Skilimas

Šildant iki skilimo, jis išskiria cianido dūmus.

Korozija

Skysto pavidalo piridinas pažeidžia kai kurias plastikų, gumos ir dangų formas.

pH

8,5 (0,2 M tirpalas vandenyje)

Baziškumas ir reaktyvumas

Piridinas yra silpna bazė. Tai tretinis aminas, kurio 0,2 M tirpalas vandenyje sukuria 8,5 pH. Dėl azoto elektronegatyvumo jis turi mažai afinitetą elektronams, todėl jo angliavandeniliai paprastai nėra elektrofiliškai keičiami.

Piridino patiria nukleofilinio pakeitimo principas, pageidautina, C ₄ ir C _{2 pozicijų} žiedo. Dėl gebėjimo paaukoti elektronus piridinas yra atsparesnis oksidacijai nei benzenas ir žiauriai reaguoja su sieros rūgštimi, azoto rūgštimi ir maleino anhidridu.

Piridino panaudojimas

Pesticidai

Piridinas yra herbicidų Paraquat ir Diquat pirmtakas. Tokiu pat būdu jis naudojamas insekticido Chlorpyrifos, kurio pradinis žingsnis yra piridino chlorinimas, sintezei. Tai taip pat yra pradinė žaliava fungicidui gauti iš piritiono.

Tirpiklis

Piridinas yra polinis tirpiklis, naudojamas dehalogenizacijos reakcijoms ir antibiotikams išgauti. Piridinas naudojamas kaip tirpiklis dažų ir gumos pramonėje, taip pat tyrimų laboratorijose kaip tirpiklis ekstrahuojant augalų hormonus.

Vaistas

Piridinas yra cetilpiridinio ir laurilpiridinio, junginių, kurie naudojami kaip antiseptikai burnos ir dantų priežiūros priemonėse, sintezės pradžia. Piridino molekulė yra daugelio vaistų cheminės struktūros dalis.

Pavyzdžiui, esmeprazolas, naudojamas gastroezofaginio refliukso gydymui. Loratidinas yra dar vienas piridino pagrindu pagamintas vaistas, žinomas Claritin pavadinimu, kuris naudojamas kaip alerginių procesų gydymas.

Piridino tabletės (fenazopiridinas) vartojamos simptominiam šlapimo takų dirginimo gydymui, kurį kai kuriais atvejais lydi skausmas, deginimas ir noras šlapintis. Fenazopiridinas yra dažiklis, kuris veikia kaip analgetikas šlapimo takuose.

Diacilhidrazinas yra piridino darinys, turintis antibakterinį poveikį gramteigiamoms bakterijoms, tokioms kaip E. coli, ir gramteigiamoms bakterijoms, tokioms kaip S. albus.

Piridinas yra tiazolo piridino, junginio, pasižyminčio antivirusiniu poveikiu, ypač prieš gripo β-Mass virusą, pagrindas. 2-acetilpiridinas, piridino darinys, pasižymi dideliu priešnavikiniu aktyvumu ir yra leukemijos inhibitorius.

Kiti

Piridinas naudojamas vitaminų, gumos gaminių, klijų, dažų ir insekticidų gamyboje. Jis taip pat naudojamas alkoholiui denatūruoti ir kai kurioms tekstilės medžiagoms dažyti.

Ruošiant piperidiną naudojama 20% piridino. Piperidinas užsiima vulkanizavimu ir žemės ūkiu.

Piridinas taip pat naudojamas polikarbonato dervų sintezei, kaip maisto kvapioji medžiaga ir kaip reagentas cianidui aptikti.

Toksiškumas

- Piridinas į organizmą patenka daugiausia įkvėpdamas ir difuziškai per odą. Ūmus piridino poveikis gali sukelti akių ir odos sudirginimą ir nudegimus.

- Piridinas gali sukelti dermatitą ir alergiją odoje. Alergijos vystymąsi gali lydėti niežėjimas ir bėrimas.

- Piridino įkvėpimas gali sudirginti nosį ir gerklę, kartu su kosuliu ir švokštimu.

- Nurijęs piridinas gali sukelti pykinimą, vėmimą, viduriavimą ir pilvo skausmą. Taip pat, jei į organizmą įdėsite didelę piridino dozę, tai gali sukelti galvos skausmą, nuovargį, alpimą, apsvaigimą, galvos svaigimą, sumišimą ir galiausiai komą bei mirtį.

- Organai, kuriems labiausiai veikia piridino poveikis, yra kepenys, inkstai, vyrų lytiniai organai ir centrinė nervų sistema. Jis taip pat gali veikti kaulų čiulpus, paskatindamas trombocitų gamybą. Kancerogeninis piridino poveikis nebuvo įrodytas atliekant eksperimentus su gyvūnais.

OSHA nustatė 5 ppm per 8 valandų darbo pamainą poveikio ore ribą.

Sintezė

Pirmieji piridino gavimo būdai buvo pagrįsti jo ekstrakcija iš organinių medžiagų. Tomas Andersonas (1843) piridiną pirmiausia gavo kaitindamas gyvulių mėsą ir kaulus. Pirmajame etape Andersonas pagamino aliejų, iš kurio jam pavyko distiliuoti piridiną.

Tradiciškai piridinas buvo gaunamas iš akmens anglių deguto arba dujinant anglis. Šios procedūros buvo varginančios ir mažai gaunamos, nes piridino koncentracija šiose žaliavose buvo labai maža. Taigi reikėjo sintezės metodo.

Chichibabino metodas

Nors yra daug piridino sintezės metodų, vis dar daugiausia naudojama 1923 m. Įvesta Chichibabino procedūra. Šiuo metodu piridinas yra sintetinamas iš formaldehido, acetaldehido ir amoniako, kurie yra pigūs reagentai, reakcijos.

Pirmajame etape formaldehidas ir acetaldehidas reaguodami į Knoevenagel kondensacijos reakciją, susidaro akroleino junginys, taip pat sudarydami vandenį.

Piridino kondensacija iš akroleino ir acetaldehido

Galiausiai antrame etape akroleinas reaguoja su formaldehidu ir amoniaku, sudarydamas dihidropiridiną. Vėliau dihidropiridinas oksiduojamas į piridiną, vykstant 350-550 ° C temperatūrai, esant kietui katalizatoriui, pavyzdžiui, silicio dioksidui ir aliuminio oksidui.

Reakcijos

Elektrofiliniai pakaitai

Šie pakeitimai paprastai nevyksta dėl mažo piridino elektronų tankio.

Sulfoninimas yra sunkiau nei nitravimas. Bet bromavimas ir chlorinimas vyksta lengviau.

Piridino-N-oksidas

Piridino oksidacijos vieta yra azoto atomas, o oksidaciją sukelia peracidai (rūgštys, turinčios OOH grupę). Azoto oksidacija skatina elektrofilinį pakaitalą piridino 2 ir 4 angliavandeniliuose.

Nukleofiliniai pakaitai

Piridinas gali patirti įvairius nukleofilinius pakeitimus dėl mažo piridino žiedo anglies elektronų tankio. Šie pakeitimai lengviau įvyksta piridino molekulėje, modifikuotoje bromu, chloru, fluoru arba sulfonrūgštimi.

Junginiai, kurie atlieka nukleofilinius piridino išpuolius, yra šie: alkoksidai, tiolatai, aminai ir amoniakas.

Radikalios reakcijos

Piridiną galima sumažinti dėl radikalių reakcijų. Radikalus piridino dimerizavimas atliekamas su elementiniu natrio arba Raney nikeliu, tokiu būdu gaunant 4,4'-biperidiną arba 2,2'-biperidiną.

Reakcija į azoto atomą

Rūgštys, pasak Lewiso, lengvai pridedamos prie piridino azoto atomo, sudarydamos piridinio druskas. Piridinas yra Lewiso bazė, kuri paaukoja elektronų poras.

Hidrinimas ir redukcija

Piperidinas gaunamas hidrinant piridiną nikelio, kobalto arba rutenio pagalba. Ši reakcija vykdoma aukštoje temperatūroje kartu su katalizatoriumi.

Nuorodos

Grahamas Solomonsas TW, Craigas B. Fryhle'as. (2011). Organinė chemija. (10 ^-asis leidimas). „Wiley Plus“.
Carey F. (2008). Organinė chemija. (Šeštas leidimas). Mc Graw Hill.
Morrisonas ir Boydas. (1987). Organinė chemija. (Penktas leidimas). Addison-Wesley Iberoamericana.
Vikipedija. (2020). Piridinas. Atkurta iš: en.wikipedia.org
Nacionalinis biotechnologijų informacijos centras. (2020). Piridinas. „PubChem“ duomenų bazė., CID = 1049. Atkurta iš: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
Laura Foist. (2020). Piridinas: struktūra, formulė ir fizinės savybės. Tyrimas. Atgauta iš: study.com
Ataf Ali Altaf, Adnan Shahzad, Zarif Gul, Nasir Rasool, Amin Badshah, Bhajan Lal, Ezzat Khan. (2015). Piridino darinių medicininės svarbos apžvalga. Narkotikų projektavimo ir vaistinės chemijos žurnalas. 1 tomas, Nr. 1, p. 1–11. doi: 10.11648 / j.jddmc.20150101.11
WebMD. (2020). Piridino tabletė. Atkurta iš: webmd.com
Naujojo Džersio sveikatos ir senelių paslaugų departamentas. (2002). Piridinas. . Atgautas iš: nj.gov

PIRIDINAS: STRUKTŪRA, SAVYBĖS, PANAUDOJIMAS, TOKSIŠKUMAS, SINTEZĖ - CHEMIJA - 2025