Pyridine wel zesledige aromatische heterocyclus met één stikstofatoom, kleurloze vloeistof met een sterke onaangename geur; mengbaar met water en organische oplosmiddelen.

Pyridine is een zwakke base, geeft zouten met sterke minerale zuren, vormt gemakkelijk dubbelzouten en complexe verbindingen.

De elektronische structuur van het pyridinemolecuul is vergelijkbaar met de structuur van benzeen. De koolstof- en stikstofatomen bevinden zich in een staat van sp2-hybridisatie. Alle σ-bindingen C–C, C–H en C–N worden gevormd door hybride orbitalen, de hoeken daartussen zijn ongeveer 120°. Daarom heeft de cyclus een vlakke structuur. Zes elektronen in niet-hybride p-orbitalen vormen een π-elektronaromatisch systeem.

Van de drie hybride orbitalen van het stikstofatoom vormen er twee C – N σ-bindingen, en de derde bevat een eenzaam elektronenpaar dat niet deelneemt aan het π-elektronensysteem. Daarom vertoont pyridine, net als aminen, de eigenschappen van een base. De waterige oplossing wordt lakmoesblauw. Wanneer pyridine reageert met sterke zuren, worden pyridiniumzouten gevormd.

P iridine vertoont eigenschappen die kenmerkend zijn voor tertiaire aminen: het vormt N-oxiden, N-alkylpyridiniumzouten en kan werken als een sigma-donorligand.

Tegelijkertijd heeft pyridine duidelijke aromatische eigenschappen. De aanwezigheid van een stikstofatoom in de conjugatiering leidt echter tot een ernstige herverdeling van de elektronendichtheid, wat leidt tot een sterke afname van de activiteit van pyridine bij elektrofiele aromatische substitutiereacties. Bij dergelijke reacties reageren voornamelijk de metaposities van de ring.

Het fundamentele verschil tussen pyridine en benzeen is dat, vanwege de grotere elektronegativiteit van stikstof vergeleken met koolstof, in het geval van pyridine, in de reeks beperkende structuren die de verdeling van de p-elektronendichtheid beschrijven, de bijdrage van structuren met gescheiden negatieve en positieve ladingen is aanzienlijk:

Uit hun onderzoek blijkt duidelijk dat de negatieve lading gelokaliseerd is op het stikstofatoom, en dat de positieve lading hoofdzakelijk verdeeld is tussen de koolstofatomen op de posities 2,4 en 6 (a- en g-posities). In dit opzicht wordt pyridine geclassificeerd als een elektronendeficiënte aromatische heterocyclus, in tegenstelling tot de hierboven besproken furan, pyrrool en thiofeen. Dit betekent dat de pyridinering als aromatisch systeem wordt gedeactiveerd met betrekking tot elektrofiele aanval en omgekeerd geactiveerd met betrekking tot nucleofiele aanval in vergelijking met benzeen.

De aanwezigheid van een eenzaam elektronenpaar en een overmatige p-elektronendichtheid op het stikstofatoom maken het echter tot een zeer actief aanvalscentrum door een elektrofiel, vooral omdat de vorming van een s-binding het aromatische systeem niet beïnvloedt. Pyridine is dus een actief N-nucleofiel, en deze eigenschap wordt altijd in eerste instantie gerealiseerd tijdens een elektrofiele aanval.

Andere mogelijke reactierichtingen die verband houden met de manifestatie van C-nucleofiliciteit door pyridine - elektrofiele aanval op koolstofatomen - zijn uiterst moeilijk en vereisen zeer strenge voorwaarden voor de implementatie ervan. Naast de bovengenoemde elektronendeficiënte aard van het p-elektronensysteem, zou dit, binnen het raamwerk van een algemene benadering van een kwalitatieve verklaring van de patronen van elektrofiele substitutie in de aromatische ring, in verband moeten worden gebracht met het feit dat de aanwezigheid van stikstof in de cyclus, die elektronegatiever is dan het koolstofatoom, destabiliseert het tussenproduct gevormde kationische s-complex.

Pyridine combineert dus de eigenschappen van een zeer actief n-nucleofiel en een substantieel gedeactiveerd p-nucleofiel. Zoals uit de onderstaande voorbeelden zal blijken, is een product dat gemakkelijk wordt gevormd als gevolg van een elektrofiele aanval op het stikstofatoom vaak onstabiel en is de vorming ervan, hoewel kinetisch de voorkeur verdienend, een omkeerbaar proces. Daarentegen is een elektrofiele aanval op koolstofatomen veel moeilijker, maar leidt tot de vorming van stabielere substitutieproducten die thermodynamisch de voorkeur hebben. Als gevolg hiervan kunnen veel reacties van pyridinederivaten worden uitgevoerd onder kinetische omstandigheden, dat wil zeggen aan het heteroatoom, of thermodynamisch, dat wil zeggen aan de koolstofatomen van de ring, controle, waardoor ze vergelijkbaar zijn met soortgelijke reacties van oxyarenen. en aromatische aminen.

Zoals eerder opgemerkt is pyridine een base en wordt geprotoneerd om stabiele pyridiniumzouten te vormen. N-alkylering van pyridine met alkylhalogeniden vindt op soortgelijke wijze plaats, wat leidt tot alkylpyridiniumzouten. Soortgelijke reacties met elektrofielen aan het eenzame elektronenpaar van het stikstofatoom omvatten oxidatie met perzuren onder vorming van pyridine-N-oxide.

Op een vergelijkbare manier interageert pyridine met broom om N-broompyridiniumzout te vormen - pyridiniumbromide-perbromide, en met oleum bij afkoeling om pyridinesulfotrioxide te vormen.

De reactie van carbonzuurchloriden met pyridine vindt op vergelijkbare wijze plaats. Het resulterende N-acylpyridiniumzout is echter een dermate actief elektrofiel, in dit geval acylerend, reagens dat het niet in vrije toestand kan worden geïsoleerd.

Pyridine wordt gekenmerkt door aromatische nucleofiele substitutiereacties die voornamelijk plaatsvinden op de ortho-para-posities van de ring. Deze reactiviteit duidt op het elektron-deficiënte karakter van de pyridinering, wat kan worden samengevat in de volgende vuistregel: de reactiviteit van pyridine als aromatische verbinding komt grofweg overeen met de reactiviteit van nitrobenzeen.

Pyridine vertoont de eigenschappen van een aromatische verbinding, maar is, in tegenstelling tot benzeen, moeilijk om elektrofiele substitutiereacties te ondergaan - het wordt pas bij ongeveer 300 ° C genitreerd, gesulfoneerd en gebromeerd met de vorming van voornamelijk b-derivaten. Nucleofiele substitutie vindt gemakkelijker plaats dan in benzeen.

Pyridine met NaNH2 geeft dus a-aminopyridine, met KOH - a-hydroxypyridine. Pyridine wordt bij 120 °C door natrium in alcohol of H2 boven Ni gereduceerd tot piperidine. Bij blootstelling aan bijvoorbeeld pyridiniumzoutbasen wordt de pyridinering verbroken om glutacondialdehyde HOCCH = CHCH2COH of zijn derivaten te vormen.

Met anorganische zuren vormt het stabiele zouten, met alkylhalogeniden - pyridiniumzouten, met metaalhalogeniden, SO2, SO3, Br2, H2O - complexe verbindingen.

Elektrofiele substitutie vindt met grote moeite plaats (pyridine ligt dicht bij nitrobenzeen wat betreft zijn vermogen om elektrofiele substitutie te ondergaan) en gaat naar positie 3. De meeste van deze reacties vinden plaats in een zure omgeving, waarin de uitgangsverbinding niet pyridine zelf is, maar het zout ervan.

Naast zijn basiseigenschappen vertoont pyridine de eigenschappen van een aromatische verbinding. De activiteit ervan bij elektrofiele substitutiereacties is echter lager dan die van benzeen. Dit wordt verklaard door het feit dat stikstof, als meer elektronegatief element, elektronen naar zich toe trekt en de dichtheid van de elektronenwolk in de ring vermindert, vooral op posities 2, 4 en 6 (ortho- en paraposities).

Daarom vindt de nitreringsreactie van pyridine bijvoorbeeld plaats onder zware omstandigheden (bij 300 °C) en met een lage opbrengst. De oriënterende invloed van het stikstofatoom op het binnendringen van een nieuwe substituent tijdens elektrofiele substitutie in pyridine is vergelijkbaar met de invloed van de nitrogroep in nitrobenzeen: de reactie gaat verder naar positie 3.

Net als benzeen kan pyridine waterstof toevoegen in aanwezigheid van een katalysator om de verzadigde verbinding piperidine te vormen.

Piperidine vertoont de eigenschappen van een secundair amine (sterke base).

Pyridine wordt alleen onder invloed van NaNO3 of KNO3 genitreerd in het roken van H2SO4 bij een temperatuur van 300 °C, waarbij 3-nitropyridine wordt gevormd met een kleine opbrengst; gesulfoneerd met oleum in aanwezigheid van Hg-sulfaat bij 220-270°C tot pyridine-3-sulfonzuur.

Wanneer kwikacetaat bij 155°C op pyridine inwerkt, wordt 3-pyridylkwikacetaat gevormd; bij hogere temperaturen - di- en polygesubstitueerde derivaten.

De werking van Br2 in oleum bij 300°C leidt tot een mengsel van 3-broom- en 3,5-dibroom-pyridinen. Bij hogere temperaturen (ongeveer 500°C) verloopt de reactie via een radicaalmechanisme; de reactieproducten zijn 2-broom- en 2,6-dibroompyridinen.

Radicale reacties omvatten ook de interactie van pyridine met fenyldiazoniumhydraat (Gomberg-Bachmann-Hay-reactie), resulterend in de vorming van een mengsel dat 55% 2-fenyl-, 30% 3-fenyl- en 15% 4-fenyl-pyridine bevat.

Nucleofiele substitutie in pyridine vindt plaats op posities 2 en 4 en is gemakkelijker dan in benzeen, bijvoorbeeld de synthese van 2-aminopyridine door pyridine te laten reageren met natriumamide. (Chichibabina's reactie).

Pyridine is in de regel resistent tegen oxidatiemiddelen, maar vormt bij blootstelling aan perzuren gemakkelijk pyridine-N-oxide, waarbij de elektronendichtheid op de C-2- en C-4-atomen toeneemt in vergelijking met pyridine.

Bij 300 °C wordt pyridine onder invloed van FeCl3 geoxideerd tot een mengsel van isomere dipyridylen met de algemene formule C5H4N-C5H4N.

Katalytische hydrogenering in aanwezigheid van Pt of Ni, reductie van Na in alcohol, evenals elektrochemische reductie leidt tot piperidine (de laatste methode wordt in de industrie gebruikt). Een ernstigere reductie van pyridine gaat gepaard met ringsplitsing en deaminatie.

Nitratie van pyridine vindt plaats onder invloed van kaliumnitraat en zwavelzuur bij 370 ° C, wat leidt tot b-nitropyridine. Sulfonering van pyridine wordt uitgevoerd met oleum in aanwezigheid van kwiksulfaat bij 220 °C; sulfonering kan worden uitgevoerd door de werking van een oplossing van broom in oleum bij 300 °C. Het is niet mogelijk om op deze wijze een tweede substituent in de ring te brengen. Pyridine ondergaat geen Friedel-Crafts-reacties.

In de chemie van pyridine in het algemeen, en in het deel dat betrekking heeft op de functionaliteit ervan met behulp van elektrofiele substitutiereacties, is de mogelijkheid van zijn transformatie in N-oxide van groot belang. Laten we eens kijken naar de elektronische structuur van deze verbinding.

Analyse van deze resonantiestructuren leidt tot de verrassende conclusie dat de N-oxidegroep zowel als donor (bovenste rij structuren) als als elektronenacceptor kan optreden in relatie tot het p-elektronensysteem van de ring. dragen bij aan het optreden van zowel elektrofiele substitutiereacties op a- als g-posities, evenals de toevoeging van een nucleofiel op dezelfde posities! Wat wordt er feitelijk waargenomen?

De daadwerkelijke elektronische invloed van deze groep hangt af van de aard van het reagens. Nitratie van pyridine-N-oxide verloopt veel gemakkelijker dan voor pyridine zelf - onder invloed van een mengsel van rokend salpeterzuur en zwavelzuur bij 90 ° C, wat leidt tot een g-nitroderivaat met een opbrengst van 90%, wat overeenkomt met met het activerende effect van de N-oxidegroep. Daarentegen vindt de sulfoneringsreactie plaats onder omstandigheden die vergelijkbaar zijn met die voor de sulfonering van pyridine zelf, resulterend in een b-sulfonzuur. Deze richting van de sulfoneringsreactie wordt verklaard door de coördinatie van SO3 aan het zuurstofatoom van de N-oxidegroep, waardoor deze groep wordt omgezet in een acceptor en dus een meta-oriëntant.

Het omzetten van pyridine in zijn N-oxide, het onderwerpen ervan aan elektrofiele substitutiereacties en de daaropvolgende reductieve verwijdering van het N-oxide-zuurstofatoom is een algemene benadering van de synthese van een breed scala aan functioneel gesubstitueerde pyridinederivaten die niet rechtstreeks uit pyridine kunnen worden bereid. De reductie van g-nitropyridine-N-oxide met trifenylfosfine leidt dus tot de verwijdering van het N-oxide-zuurstofatoom, wat het mogelijk maakt om 4-nitropyridine met goede opbrengst te verkrijgen. Wanneer g-nitropyridine N-oxide wordt gereduceerd door ijzer in azijnzuur, worden de nitrogroep en de N-oxidegroep tegelijkertijd gereduceerd, wat leidt tot 4-aminopyridine. Zoals eerder opgemerkt vergemakkelijkt de N-oxidegroep ook het optreden van nucleofiele substitutiereacties. Dus wanneer het N-oxide van g-nitropyridine reageert met waterstofchloride of waterstofbromide, wordt het N-oxide van g-gehalogeneerde pyridine gevormd (stel het mechanisme van deze reactie voor), de daaropvolgende reactie met PCl3 leidt tot de eliminatie van de N-oxide groep.

Wanneer pyridine-N-oxide reageert met organometallische verbindingen, vindt de additie voornamelijk plaats op positie 2, dat wil zeggen dat bij deze reactie de N-oxidegroep deze positie feitelijk activeert met betrekking tot een nucleofiele aanval. Na behandeling van het reactiemengsel met water worden met hoge opbrengst 2-gesubstitueerde pyridinederivaten gevormd.

Wanneer pyridine-N-oxide reageert met alkaliën in aanwezigheid van zuurstof uit de lucht (oxidatiemiddel), wordt a-hydroxypyridineoxide gevormd. Het is interessant om op te merken dat deze verbinding in tautomeer evenwicht bestaat met N-hydroxypyridon.

Alkylpyridiniumzouten reageren nog gemakkelijker met nucleofiele reagentia.

De interactie van pyridiniumzouten met nucleofiele reagentia kan ook leiden tot ringopening. De reactie van methylpyridiniumjodide met aniline leidt dus tot een acyclisch geconjugeerd heterotrieensysteem. Deze reactie heeft preparatieve waarde.

Pyridine zelf is ook in staat nucleofiele additiereacties te ondergaan, maar uiteraard onder strengere omstandigheden. Van deze transformaties is de Chichibabin-reactie van het grootste voorbereidende belang: interactie met natriumamide bij 130 ° C. Deze reactie vindt plaats via een additie-eliminatiemechanisme en het product ervan is a-aminopyridine. Wanneer pyridine reageert met kaliumamide, samen met a-aminopyridine, wordt ook g-aminopyridine gevormd.

Bij verhitting tot 400 °C reageert pyridine met KOH om a-hydroxypyridine te vormen, de reactie met fenyllithium vindt plaats bij 110 °C gedurende 8 uur en leidt na behandeling met water tot a-fenylpyridine.

De reductie van pyridine en zijn derivaten vindt plaats onder invloed van metallisch natrium in alcohol of onder omstandigheden van katalytische hydrogenering. In dit geval worden hexahydroderivaten van pyridine gevormd, en in het geval van pyridine zelf, piperidine.

b-Aminopyridine vormt bij diazotering tamelijk stabiele diazoniumzouten, die de gebruikelijke transformaties voor deze klasse verbindingen kunnen ondergaan, zowel met als zonder het vrijkomen van stikstof. Daarentegen vormen a- en g-aminopyridinen moeilijk diazoniumzouten, en deze zouten zelf zijn zeer onstabiel.

Het is interessant om een ​​parallel te trekken tussen het vermogen van hydroxypyridines en hydroxyarenen om in de tautomere oxovorm te voorkomen. Formeel zou het proces voor het tot stand brengen van een dergelijk evenwicht in pyridine- en benzeenderivaten volgens hetzelfde mechanisme moeten verlopen en bestaan ​​uit de overdracht van een proton van de hydroxygroep naar de aromatische of heteroaromatische ring. Dit proces is niet synchroon, maar vindt plaats in twee fasen, waarvan de eerste deprotonering is, plaatsvindt met de deelname van een oplosmiddel of een ander areenmolecuul en uiteraard gemakkelijker verloopt naarmate het zuur de hydroxylgroep sterker is. Gezien de elektronendeficiënte aard van de pyridinekern kan worden beargumenteerd dat de zuurgraad van hydroxypyridines merkbaar hoger is dan de zuurgraad van hydroxyarenen en dat daarom de activeringsbarrière in het geval van pyridinederivaten lager zal zijn. De tweede fase is protonatie. Omdat het eenzame elektronenpaar van het stikstofatoom in de pyridinering beschikbaar is voor elektrofiele aanval, in het bijzonder voor protonering, en er een gedeeltelijke negatieve lading op het stikstofatoom zelf zit (vgl. p. 43), kan worden aangenomen dat deze fase zou gemakkelijker moeten worden uitgevoerd in het geval van de pyridinederivaten. Laten we eens kijken waartoe deze transformaties zouden moeten leiden, afhankelijk van de positie van de hydroxygroep in de pyridinering.

Zoals uit het gepresenteerde diagram blijkt, leidt in het geval van a- en g-hydroxypyridines de volgorde van protonering-deprotoneringstrappen tot de keto-vorm; met de b-positie van de hydroxygroep is een dergelijke transformatie onmogelijk resulteert in de vorming van een zwitterion. B-hydroxypyridine bestaat inderdaad in deze vorm, zoals blijkt uit het abnormaal hoge smeltpunt en de lage oplosbaarheid in organische oplosmiddelen. Natuurlijk leidt de transformatie in kwestie zowel in het geval van hydroxyarenen als in het geval van hydroxypyridines tot het verlies aan aromatiteit van het molecuul, maar om de hierboven genoemde redenen is dit tautomere evenwicht veel kenmerkender voor pyridinederivaten.

Opgemerkt moet worden dat wanneer extra donorgroepen in de aromatische ring worden geïntroduceerd, waardoor protonering wordt vergemakkelijkt, het keto-enol-tautomere evenwicht ook voor hydroxyarenen wordt gerealiseerd. Fleroglucinol - 1,3,5-trihydroxybenzeen - bestaat dus voornamelijk in de keto-vorm.

Pyridine is een zwakkere base dan alifatische aminen (Kb = 1,7,10-9). De waterige oplossing wordt lakmoesblauw:

Wanneer pyridine reageert met sterke zuren, worden pyridiniumzouten gevormd:

Aromatische eigenschappen. Net als benzeen ondergaat pyridine elektrofiele substitutiereacties, maar de activiteit ervan bij deze reacties is lager dan bij benzeen vanwege de hoge elektronegativiteit van het stikstofatoom. Pyridine wordt genitreerd bij 300 ° C met een lage opbrengst:

Het stikstofatoom in elektrofiele substitutiereacties gedraagt ​​zich als een substituent van de 2e soort, daarom vindt elektrofiele substitutie plaats op de metapositie.

In tegenstelling tot benzeen kan pyridine nucleofiele substitutiereacties ondergaan, aangezien het stikstofatoom de elektronendichtheid uit het aromatische systeem onttrekt en de ortho-para-posities ten opzichte van het stikstofatoom elektronenarm zijn. Pyridine kan dus reageren met natriumamide, waardoor een mengsel van ortho- en para-aminopyridinen ontstaat (Chichibabin-reactie):

Hydrogenering van pyridine produceert piperidine, een cyclisch secundair amine en een veel sterkere base dan pyridine:

Pyridinehomologen zijn qua eigenschappen vergelijkbaar met benzeenhomologen. Dus wanneer de zijketens worden geoxideerd, worden de overeenkomstige carbonzuren gevormd:

Pyridine is een vertegenwoordiger van zesledige heterocycli met één heteroatoom, dat een stikstofatoom is

Monomethylpyridines worden picolines genoemd, dimethylpyridines worden lutidines genoemd en trimethylpyridines worden collidines genoemd. De verzadigde pyridinering wordt piperidine genoemd.

Pyridine werd bekend in 1851, toen het werd geïsoleerd uit botolie, en iets later - uit koolteer (1854)

Ontvangstmethoden. Zoals reeds opgemerkt, komt pyridine vrij uit koolteer. Helaas bedraagt ​​het gehalte in deze bron niet meer dan 0,1%.

Van de synthetische methoden voor de productie van pyridine zijn de belangrijkste die gebaseerd op de transformaties van acroleïne en verzadigde en onverzadigde aldehyden.

Volgens de Chichibabin-methode (1937) worden gesubstitueerde pyridinen verkregen uit aldehyden en ammoniak (het is beter om aldehyde-ammoniak te gebruiken) door verhitting tot 250 o C in aanwezigheid van ammoniumacetaat

Onverzadigde aldehyden kunnen ook reageren met ammoniak

De praktisch belangrijke synthese van gesubstitueerde pyridinen is gebaseerd op het verwarmen van een mengsel van dieenkoolwaterstof en nitril tot 400 o C

Er werd een methode ontwikkeld voor de productie van pyridine uit acetyleen en ammoniak Rep. De reactie vindt plaats in aanwezigheid van complexe nikkel- of kobaltkatalysatoren

Een verbinding met een verzadigde pyridinering, piperidine, kan worden bereid door pete verwarmen

Van de meer complexe syntheses presenteren we de synthese van collidine volgens Ganchu. Bij deze synthese wordt 2,4,6-trimethyl-1,4-dihydropyridine-3,5-dicarbonzuur-ethylester verkregen uit acetoazijnzuurester en aldehyde (in de vorm van ammoniakaldehyde). In het resulterende product worden twee waterstofatomen geoxideerd met salpeterigzuur, waardoor een gesubstitueerde pyridinering ontstaat. Dit wordt gevolgd door het stadium van hydrolyse en decarboxylering

Chemische eigenschappen. Pyridine is een bijna regelmatige zeshoek, waarvan alle atomen in hetzelfde vlak liggen. De geometrische parameters van de pyridinering zijn vergelijkbaar met die van de benzeenring

De koolstofatomen in pyridine zitten erin sp 2 - hybride staat. Voor de vorming van een aromatisch sextet leveren vijf koolstofatomen elk één p-elektron, en het zesde elektron wordt geleverd door een stikstofatoom, het atoom dat niet deelneemt aan hybridisatie. De as van deze orbitaal staat loodrecht op het locatievlak van alle atomen en bindingen van de pyridinering. Van de drie hybride orbitalen van stikstof worden er twee gebruikt om zich te vormen σ -bindt met twee aangrenzende koolstofatomen, en de derde orbitaal bevat een eenzaam elektronenpaar

In overeenstemming met de gegeven structuur is pyridine een cyclische, vlakke formatie met een Hückelgetal R-elektronen (4n+2=6 bij n=1) en heeft een aromatisch karakter. Bovendien, vanwege het eenzame paar stikstofelektronen - basiciteit.

Het beeld van de structuur van pyridine wordt aangevuld door een significant dipoolmoment (2.26 D) pyridine, vanwege de hoge elektronegativiteit van het stikstofatoom, evenals de ongelijke dichtheidsverdeling π -elektronenwolk bij de heterocyclische atomen. De volgende verdeling werd verkregen met behulp van de moleculaire orbitale methode van Hückel π -ladingen op de atomen van de pyridinering

Lezing nr. 9

Relatie tussen structuur en biologische actie

Pyridine: een zeer giftige stof. Heeft een eenzaam elektronenpaar, een tertiair stikstofatoom, en heeft sterke basiseigenschappen

Dihydropyridine: coronaire dilatator

Pyridine-3-carbonzuur: antipellagrisch middel

Pyridine-4-carbonzuur: heeft een antituberculose-effect

Pyridine-methanolderivaten hebben vitamine B6-activiteit.

Geneeskrachtige stoffen afgeleid van pyridine-methanol

Pyridoxine hydrochloride

Methyl-3-hydroxy-4,5-dioxymethylpyridinehydrochloride

Vitamine B6 is een wit, geurloos, fijnkristallijn poeder met een bitterzure smaak. T pl. - 204 - 206 °C (met ontleding). Gemakkelijk oplosbaar in water, moeilijk - in alcohol en aceton.

Pyridoxalfosfaat

Fosforester van 2-methyl-3-hydroxy-4-fornyl-5-hydroxymethylpyridine.

Fysische eigenschappen: Lichtgeel kristallijn poeder. Enigszins oplosbaar in water, onstabiel in licht.

Emoxуpine

Ethyl-3-hydroxy-6-methylpyridinehydrochloride

Fysische eigenschappen: wit, geurloos, fijnkristallijn poeder. Gemakkelijk oplosbaar in water.

Authenticiteit:

Algemene reacties

Er ontstaat een reactie met 2,6-dichloorchinonchlorimide - blauwe indofenolkleurstof

3. Reactie van de vorming van azokleurstof (alle geneesmiddelen). Reactie op fenolische hydroxyl.

4. Reactie met FeCl3 tot fenolische hydroxylgroep

Reactie met algemene alkaloïde reagentia (siliciumwolfraam- en fosforwolfraamzuren vormen witte neerslagen).

Differentiatie reacties

1. Pyridoxinehydrochloride en Emoxipine reageren met Cl -.

HCl + AgNO 3 AgCl + HNO 3

2. Pyridoxaalfosfaat bevat een aldehydegroep, die wordt aangetroffen:

A-reactie met Felling's reagens 1 en 2

B-reactie met een ammoniakoplossing van zilvernitraat

Pyridoxaalfosfaat reageert na hydrolyse met fosforzuur. Er ontstaat een geel neerslag van zilverfosfaat.

H3PO4 + 3AgNO3 Ag3PO4 + 3HPO4

Pyridoxinehydrochloride vertoont blauwe fluorescentie onder UV-licht

5. Spectrofotometrische methode (voor alle geneesmiddelen). Neem het UV-spectrum van de teststof. Neem het UV-spectrum van de standaardstof. Ze moeten identiek zijn.

kwantificering

Voor pyridoxinehydrochloride en emoxypine

Niet-waterige titratiemethode

Methode: directe titratie

De methode is gebaseerd op een zuur-base-reactie in een niet-waterig medium

Medium: ijsazijn, voeg Hg(CH 3 COO) 2 toe - om zoutzuur te binden dat vrijkomt tijdens de titratie

Scheikunde

R 3N HCl + HClO 4 R3NHClO4 + HCl

HCl+ Hg(CH3COO) 2 →HgCl2+CH3COOH

Pyridoxaalfosfaat

Spectrofotometrisch in het UV-gebied, via een standaardoplossing.

Alkalimetrische methode

Directe titratiemethode voor fosforzuurresidu. De methode is gebaseerd op een zuur-base-reactie.

Argentometrie

Mercuro- en mercurimeria

Sollicitatie

Pyridoxine 0,02 en 0,1 g

Pyridoxaalfosfaat 0,01-0,02 g voor toxicose bij zwangere vrouwen, verschillende soorten parkinsonisme, pellagra en chronische hepatitis

Emoxipine is een antioxidant en heeft angioprotectieve activiteit.

Verkrijgbaar in de vorm van een 3% oplossing van 5 ml in ampullen.

Pyricarbaat (Prodectine) 2,6-pyridinidethanolabismethylcarbamaat

Fysische eigenschappen: wit kristallijn poeder, geurloos. Slecht oplosbaar in water.

T smelt = 137 – 140 o C

Authenticiteit

1. Met azijnzuuranhydrine in aanwezigheid van citroenzuur wanneer niet verwarmd → gele kleur die overgaat in kersenrood.

Reactie van de pyridinering met 2,4-dinitrochloorbenzeen. Er wordt een pyridinekleurstof gevormd.

Er wordt alkalische hydrolyse uitgevoerd. Methylamine komt vrij. Rood lakmoespapier wordt blauw.

parmidine

UV- en IR-spectroscopiemethoden

A. UV-spectroscopiemethode.

Het UV-spectrum van de teststof wordt genomen.

Het UV-spectrum van de standaardstof wordt genomen. Ze moeten identiek zijn.

Bij UV-spectroscopie wordt elektromagnetische straling geabsorbeerd door de elektronen van het hele molecuul, en in het spectrogram nemen we één lichtabsorptiemaximum waar.

λ, nm

B. IR-spectroscopiemethode.

kwantificering

Niet-waterige titratiemethode

Methode: directe titratie

Dihydropyridinederivaten

Nifedipine (Corinfar)

2,6-Dimethyl-4-(2/-nitrofenyl)-1,4-Dihydropyridine-3,5-dicarbonzuur-dimethylester

Fysische eigenschappen: groenachtig geel kristallijn poeder. Vrijwel onoplosbaar in water, moeilijk in alcohol. Ontleedt in licht. T smelt = 169-174 o C.

Authenticiteit

UV-spectroscopiemethode

IR-spectroscopiemethode

kwantificering

Er worden chromatogrammen verkregen.

H, mm h, mm

t, min t, min

Authenticiteit

kwantificering

Authenticiteit

UV- en IR-spectroscopie

2. reactie op een alifatische NH2-groep met ninhydrine. Er ontstaat een blauwviolette kleur.

kwantificering

Lezing nr. 9

Geneeskrachtige stoffen afgeleid van pyridine

Heterocyclische verbindingen Dit zijn verbindingen waarvan de cycli, naast koolstofatomen, atomen van andere elementen (N, O, S, enz.) omvatten, genaamd heteroatomen.

Heterocyclische verbindingen zijn onderverdeeld in groepen: 1) volgens het aantal atomen in de ring, 2) volgens het aantal heteroatomen in de ring; 3) verbindingen met gecondenseerde cycli.

Vijfledige heterocyclische verbindingen met één heteroatoom:

furaan pyrrool thiofeen

Zesledige heterocyclische verbindingen met één heteroatoom:

pyridine α-pyraan γ-pyraan

Heterocyclische verbindingen met twee heteroatomen:

pyrazool imidazol thiazool pyrimidine

Heterocycli met gefuseerde kernen:

indoolchinolinechromon

purine

Heterocyclische verbindingen zijn wijdverspreid van aard, ze maken deel uit van vitamines, alkaloïden, pigmenten, sommige aminozuren, kleurstoffen, antibiotica, enz. Purine- en pyrimidinebasen maken deel uit van nucleïnezuren.

Eigenschappen van sommige heterocyclische verbindingen. Vijfledige heterocycli.

Pyrrool (C 4 H 5 N), waarvan de kern deel uitmaakt van vele belangrijke natuurlijke verbindingen: hemoglobine, chlorofyl, tryptofaan (een essentieel aminozuur), enz., is een olieachtige vloeistof met de geur van chloroform. In de lucht wordt pyrrool bruin door oxidatie; het lost goed op in alcohol en ether, maar slecht in water. Het wordt verkregen door droge destillatie van ontvette botten of synthetisch, bijvoorbeeld uit barnsteenzuur.

Met een geconcentreerde oplossing van KOH vormt pyrrool pyrrool-kalium, dat zure eigenschappen vertoont.

+H2O

Bij blootstelling aan minerale zuren ondergaat pyrrool polymerisatie.

Wanneer pyrrool wordt gereduceerd, wordt pyrrolidine gevormd.

+2H 2

Pyrrolidine bevat aminozuren:

proline
hydroxyproline

Biologisch actieve derivaten van pyrrool zijn hemoglobine en chlorofyl.

Hemoglobine – het is een complex eiwit dat bestaat uit een eiwitcomponent en een niet-eiwitdeel - heem, dat pyrroolkernen omvat - een polycyclisch systeem dat vier pyrroolkernen bevat - porfine.

Porfin, met een Fe 2+ ion in het midden, rood gekleurd, vormt het bij warmtebehandeling een Fe 3+ ion en wordt grijs.

Chlorofyl – een groen plantenpigment dat een kern van porfine bevat die gebonden is aan Mg 2+. Chlorofyl neemt deel aan de vorming van organische verbindingen uit CO 2 en H 2 O.

Zuurstofhoudende heterocyclische verbindingen.

Furaan – - kleurloze vloeistof, oplosbaar in water. De furankern wordt aangetroffen in de furanosevormen van koolhydraten (bijvoorbeeld ribose). Het belangrijkste furanderivaat is furfural.

ribose furfural

Furfural – een olieachtige vloeistof met een scherpe geur, in kleine concentraties ruikt het naar roggebrood. Gebruikt voor de productie van nylonvezels, oplosmiddelen, antiseptische stoffen, fungiciden.

Verbindingen gecondenseerd met andere cycli.

Benzopyrrool (indool) is een kristallijne substantie, in kleine concentraties heeft het de geur van jasmijn, in de etherische olie waarin het zit, in grote concentraties heeft het een walgelijke geur. De chemische eigenschappen van indool zijn vergelijkbaar met die van pyrrool. De indoolkern wordt aangetroffen in heteroauxine (plantengroeihormoon), tryptofaan (essentieel aminozuur), indigo (kleurstof) en andere verbindingen.

Zesledige heterocyclische verbindingen(zuurstofhoudende heterocyclische verbindingen).

Piran (α- en γ-) is een onstabiele stof, de derivaten ervan zijn wijdverbreid van aard, γ-Pyran en benzopyran (chromon) vormen de basis van de moleculen van plantaardige kleurstoffen en tannines - flavonen, anthocyanines en catechinen.

Flavonen zijn gele plantenpigmenten (in bloemen, fruit) en worden in planten aangetroffen in de vorm van glycosiden.

flavon

Anthocyanen en catechinen lijken qua structuur sterk op flavonen. Anthocyanen Het zijn ook plantenpigmenten, hun kleur varieert van blauw tot paars. De kleur van de anthocyanineoplossing verandert afhankelijk van de pH van het medium (rood in een zure omgeving, grijs in een alkalische omgeving).

Flavonen en anthocyanen zijn genetisch aan elkaar verwant en kunnen in elkaar worden omgezet.

flavon, quercetine, anthocyanine, cyanidine

(geel) chloride (rood)

Catechines hebben bruinende eigenschappen (thee, hop, vogelkers, enz.), voorkomen de ontwikkeling van schimmels, omdat ze polyfenolen zijn.

Flavonen, anthocyanen en catechinen ontbinden, waardoor hun kleur en P-vitamineactiviteit verloren gaan, onder invloed van de temperatuur en in de aanwezigheid van metaalionen (Fe 3+, Ag +, Cu 2+, enz.). CFeCl3 geeft een donkere kleur (kwalitatieve reactie op fenolhydroxyl).

Pyridine – kleurloze vloeistof met een onaangename geur, oplosbaar in water. Het wordt verkregen uit koolteer en synthetisch.

Bij reacties vertoont pyridine de volgende basiseigenschappen:

C 5 H 5 N + HOH → OH – (pyridiniumhydroxide);

C 5 H 5 N + HCl → Cl – (pyridiniumchloride).

Een waterige oplossing van pyridine reageert met FeCl3, waarbij ijzerhydroxide en pyridiniumchloride worden gevormd

OH – + FeCl 3 → Fe(OH) 3 + 3Cl –

Wanneer pyridine wordt gereduceerd, wordt piperidine gevormd:

Pyridine is resistent tegen oxidatiemiddelen, maar wanneer pyridine-homologen worden geoxideerd, worden de zijketens geoxideerd.

β-picoline nicotinezuur

Nicotinezuuramide is een vitamine PP, die voorkomt in vlees, aardappelen, boekweit, enz.

I pyridine- en pyrrolidinekernen vormen nicotine, dat in tabak wordt aangetroffen in de vorm van zouten van citroenzuur en appelzuur; is een hartgif.

Pyrimidine- en purinederivaten.

Zesledige heterocycli met twee heteroatomen - pyrimidinederivaten:

uracil (U) thymine (G) cytosine (C)

Gecondenseerde heterocycli –purinederivaten.

adenine(A) guanine(G)

Al deze heterocyclische stikstofbasen maken deel uit van nucleïnezuren, die een uiterst belangrijke rol spelen in de levensprocessen van organismen.

Nucleïnezuren zijn polymeren gevormd door de condensatie van nucleotiden - chemische verbindingen bestaande uit fosforzuurresiduen, een koolhydraatcomponent en een van de purine- of pyrimidinebasen. Er zijn twee soorten nucleïnezuren. Deoxyribonucleïnezuur (DNA) bevat deoxyribose als koolhydraatcomponent en de heterocyclische basen zijn adenine, guanine, cytosine en thymine:

deoxyribose

R
ibonucleïnezuur (RNA) bestaat uit het koolhydraat ribose en heterocyclische basen - adenine, guanine, cytosine, uracil.

RNA en DNA verschillen niet alleen van elkaar in koolhydraten, maar ook in heterocyclische basen: ribonucleïnezuur bevat uracil en deoxyribonucleïnezuur bevat thymine.

Polymerisatie van nucleotiden vindt plaats als gevolg van de vorming van een esterbinding tussen H 3 PO 4 van één nucleotide en de derde hydroxyl van de pentose:

stikstofbase - suiker

rest H 3 PO 4

stikstofbase - suiker

rest H 3 PO 4

Polynucleotide(DNA of RNA). De erfelijke informatie van een cel wordt gecodeerd door een bepaalde reeks basen in een DNA-molecuul, opgebouwd in de vorm van een dubbele RNA-helix, en de sequentie van nucleotiden van de ene helix wordt als het ware weerspiegeld in de andere. RNA wordt gevormd als een enkele helix.

KOOLWATERSTOFFEN 8

Acyclische koolwaterstoffen 9

Alicyclische koolwaterstoffen 15

Aromatische koolwaterstoffen 17

HALOGEENDERIVATEN VAN KOOLWATERSTOFFEN 21

ORGAANELEMENTVERBINDINGEN 22

ORGANISCHE ZUREN 33

OXYZUREN (HYDROXYZUREN) 39

Fosfatiden 51

Stearines 54

KOOLHYDRATEN 57

Monosachariden 57

Disachariden 62

Polysachariden 67

Aminozuren 79

KLEURSTOFFEN 90

Azokleurstoffen 90

Trifenylmethaankleurstoffen 91

Indigoïde kleurstoffen 93

Anthrachinonkleurstoffen 94

Technische classificatie van kleurstoffen 95

HETEROCYCLISCHE VERBINDINGEN 96

Mol. m. 79,1; kleurloos vloeistof met specifieke kenmerken geur; mp. -42,7 0ºC, bp. 115,4°C/760 mm Hg. Art., 13,2°C/10mmHg; 0,9819: 1,5095; m 7,30 x x 10 -30 cm; g 3,7 10-2 N/m (25 °C); u 0,885 mPas (25°C); Met blz 135,62 kJ/mol K) (17°C), - 2783 kJ/mol. In alle opzichten mengbaar met water en de meeste org. r-retailers; vormt een azeotropisch mengsel met water (kookpunt 94°C, 58 gew.% P.).

P.-basis ( R K een 5.20). Van inorg. dat stabiele zouten vormt met alkylhalogeniden -pyridiniumzouten , met metaalhalogeniden, SO 2, SO 3, Br 2, H 2 O-complexverbindingen. Karakteristieke derivaten: (C 5 H 5 N HCl) 2 PtCl 2 (smeltpunt 262-264 0 C, met ontleding), C 5 H 5 N HCl 2HgCl 2 (smeltpunt 177-178 0 C ).

Het is aromatisch. heilige jij; bevat 6p-elektronen en vormt een enkel gesloten systeem, waarin vanwege het negatieve inductie effect van het N-atoom wordt de elektronendichtheid van de C-atomen, vooral op posities 2, 4 en 6, verminderd (p-deficiënte heterocyclus).

Elektrof. substitutie verloopt met grote moeite (P. ligt dicht bij nitrobenzeen wat betreft zijn vermogen tot elektroph. substitutie) en gaat naar positie 3. De meeste van deze reacties vinden plaats in een zure omgeving, waarin de oorspronkelijke verbinding aanwezig is. Het is niet langer P. zelf, maar zijn zout. P. wordt alleen genitreerd onder invloed van NaNO 3 of KNO 3 in rokend H 2 SO 4 bij een temperatuur van 300 0 C, waarbij met een kleine opbrengst 3-nitropyridine wordt gevormd; gesulfoneerd met oleum in aanwezigheid van Hg-sulfaat bij 220-270°C tot pyridine-3-sulfonzuur. Wanneer P. bij 155°C wordt blootgesteld aan kwikacetaat, wordt 3-pyridylkwikacetaat gevormd; bij hogere temperaturen, di- en polygesubstitueerde derivaten. De werking van Br2 in oleum bij 300°C leidt tot een mengsel van 3-broom- en 3,5-dibroom-pyridinen. Bij een hogere temperatuur (ca. 500 0 C) verloopt de reactie via een radicaalmechanisme; de producten van de oplossing zijn 2-broom- en 2,6-dibroompyridinen. Radicale reacties omvatten ook de interactie van P. met fenyldiazoniumhydraat (Gomberg-Bachmann-Hey-reactie), resulterend in de vorming van een mengsel dat 55% 2-fenyl-, 30% 3-fenyl- en 15% 4-fenyl-pyridine bevat. .

nucleofiele substitutie in P. vindt plaats op posities 2 en 4 en is gemakkelijker dan in benzeen, bijvoorbeeld de synthese van 2-aminopyridine wanneer P. reageert met natriumamide (zie. Chichibabina-reactie ).

P. is in de regel resistent tegen oxidatiemiddelen, maar vormt onder invloed van perzuren gemakkelijk pyridine-N-oxide (zie. Amine N-oxiden) waarbij de elektronendichtheid op de C-2- en C-4-atomen wordt verhoogd vergeleken met P. Bij 300 ° C wordt onder invloed van FeCl 3 P. geoxideerd tot een mengsel van isomere dipyridylen met de algemene formule C 5 H 4 N-C 5H 4N. Katalytisch hydrogenering in aanwezigheid van Pt of Ni, reductie van Na in alcohol, evenals elektrochemisch. reductie leidt tot piperidine (de laatste methode wordt in de industrie gebruikt). Een ernstigere vermindering van P. gaat gepaard met cyclussplitsing en deaminatie.

De toevoeging van carbenen aan P. of deprotonering van N-alkylpyridiniumionen leidt tot pyridiniumyliden van algemeen type I, interactie van P. met nitrenen of deprotonering van N-aminopyridiniumzouten leidt tot pyridiniumiminen van algemeen type II.

Conn. Beide typen gaan gemakkelijk cycloadditiereacties aan die kenmerkend zijn voor 1,3-dipolaire systemen. P. wordt voornamelijk geïsoleerd uit Kam.-Ug. hars (gehalte ca. 0,08%), producten van droge destillatie van hout, turf of bot. Synthetisch zou het kunnen spoor ontvangen reacties:

P. en zijn derivaten - basis pyridine-alkaloïden , en ook vele anderen. geneeskrachtig wo. P. wordt ook gebruikt bij de synthese van kleurstoffen en insecticiden, en wordt gebruikt voor de denaturatie van alcohol. P.'s complex met SO 3 - pyridinesulfotrioxide - een zacht sulfoneringsmiddel; C 5H 5NBr 2 ·HBr-bromeermiddel; C 5 H 5 N HCl is een reagens voor de dehydratatie van epoxiden en N-dealkylering, C 5 H 5 N H 2 Cr 2 O 7 is een oxidatiemiddel. P. is een goed oplosmiddel, incl. voor meervoud inorg. zouten (AgBr, Hg2Cl2, enz.). MPC van P.-dampen in de lucht ~ 0,005 mg/l, ontstekingstemperatuur. 23,3 0 C.

P. werd voor het eerst geïsoleerd door T. Andersen in 1849 uit botolie; De structuur van P. werd in 1869 opgericht door J. Dewar en P. Kerner.

Voor P.-derivaten, zie