II. Реакции замещения атомов водорода пиридинового ядра
1. Реакции электрофильного замещения (SE). Атом азота в молекуле пиридина проявляет электроноакцепторные свойства. Реакции нитрования, сульфирования и галогенирования протекают с затруднением и направляются в -положение:
2. Реакции нуклеофильного замещения (SN). В реакции нуклеофильного замещения пиридин вступает легко. Замещение протекает по положениям 2,4,6.
Аминирования пиридин Амид натрия по Чичибабина:
Аналогично протекает гидроксилирования:
III. Реакции восстановления и окисления
1. Восстановление. Пиридин восстанавливается легче, чем бензол:
Реакция с раскрытием пиридинового цикла протекает при высокой температуре в присутствии никелевого катализатора.
2. Окисление. Пиридиновое кольцо устойчиво к воздействию окислителей. Алкилпиридины окисляются легко с образованием пиридинкарбоновых кислот:
При действии пероксикислот пиридин окисляется по атому азота с образованием N-оксида.
N-оксид пиридина и его производные легко восстанавливаются:
N-оксид пиридина легко вступает в реакции электрофильного замещения. Замещение идет по -положению. N-оксид пиридина используют для получения -замещенных производных пиридина:
ПИКОЛИНЫ
Пиколинамы называют монометильни производные пиридина:
α-пиколин β-пиколин γ-пиколин
Окисления пиколинив протекает при участии бокового цепи:
никотиновая кислота
Благодаря подвижности атомов водорода α- и γ-пиколины вступают в реакцию конденсации с ароматическими альдегидами:
ГИДРОКСИПИРИДИН
В зависимости от положения гидроксильной группы различают три изомера: α-, β-, γ-гидроксипиридины.
a- и β-изомеров существуют в двух таутомерных формах:
В молекуле a-гидроксипиридину отсутствуют сопряжение гидроксильнои группы по гетероатом, что делает невозможной таутомерию. a-гидроксипиридины в водных растворах существуют в нейтральной и биполярной формах.
Гидроксипиридины является бифункциональных соединениями, им присущи свойства пиридина и фенола. С водным раствором FeCl3 все они образуют пурпурная окраска.
С алкилгалогенидами 2- и 4-гидроксипиридины образуют N-алкилпиридоны, а 3-гидроксипиридин дает соли N -алкилпиридиния:
АМИНОПИРИДИНЫ
В зависимости от положения аминогруппы различают: α-, β-, γ-аминопиридин.
Аминопиридин - белые кристаллические вещества, легко растворимые в воде, этаноле и других органических растворителях.
Аминопроизводных пиридина свойственны сильные основные свойства, чем в пиридине и анилина. Они содержат в своем составе два основных центра - атом азота пиридинового типа и атом азота аминогруппы.
В молекулах β- и γ-аминопиридинов аминогруппа находится в сопряжение с гетероатомом, что приводит к снижению основных свойств аминогруппы. Поэтому 2- и 4-аминопиридины образуют соли только с одним эквивалентом кислоты:
В молекуле a-аминопиридина аминогруппа не связана с гетероатомом, поэтому он образует соли с двумя эквивалентами кислоты:
β- и γ-аминопиридин является таутомерными веществами и существуют в аминнний и иминний формах:
3-аминопиридин проявляет свойства ароматических аминов. Он вступает в реакции алкилирования, ацилирования, диазотирования по аминогруппе.
2- и 4-аминопиридин алкилуються по циклическому атому азота, в ацилюються по атому Нитрогеену аминогруппы:
ПИРИДИНКАРБОНОВЫЕ КИСЛОТЫ
В зависимости от положения карбоксильной группы в молекуле различают a-, β - и γ-пиридинкарбоновые кислоты. Это белые кристаллические вещества, способные перегоняться, растворимые в горячей воде. Их получают окислением соответствующих пиколинив.
По карбоксильной группе они образуют соли, сложные эфиры, галогенангидриды, амиды, гидразиды и другие функциональные производные. Для них характерны реакции декарбоксилирования. Вследствие наличия кислотного и основного цинтрив пиридинкарбоновые кислоты являются амфотерными соединениями. В кристаллическом состоянии и частично в растворах они существуют в виде цвиттер-ионов. Пиридинкарбоновые кислоты в результате электроноакцепторных влияния атома азота является сильнее кислотами, чем бензойная.
Граф логической структуры
| ПИРИДИН |
| СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ |
| СТРОЕНИЕ МОЛЕКУЛЫ (АТОМА НИТРОГЕНА) |
| ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА |
| Рекции по гетероатому |
| Замещение |
| Окисление |
| ПРОИЗВОДНЫЕ ПИРИДИНА |
| Пиколины |
| Гидрокси-пиридини |
| Амино-пиридини |
| N-Оксид пиридину |
| Пиридин карбоновые к-ти |
| СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ |
| ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА |
| ПИРИДИН И ЕГО ПРОИЗВОДНЫЕ В ЛЕКАРСТВЕННЫХ СРЕДСТВАХ |
| Электрофильное |
| Нуклеофильное |
| Восстановление |
4. Источники информации
- Органическая химия. Учебник для высших фармацевтических учебных заведений. В 3 кн. / В.П. Черных, Б.С., Зименковський И.С., Гриценко. - Харьков: Основа, 1997. - Кн. 3 - с. 63-78.
- Лекции по органической химии В.П. Черных: Учеб. пособие для студ. вузов. - М .: Издательство НФаУ: Золотые страницы, 2005, с. 369-380.
- Общий практикум по органической химии / В.П. Черных и др. - Харьков: Изд-во НФАУ; Золотые страницы, 2002. - с. 344-350.
- Сборник тестов по органической химии / Под ред. В.П.Черных. - Харьков 2005, с. 265-282.
Ориентировочная основа действий (ООД)