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

1. 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.
2. Лекции по органической химии В.П. Черных: Учеб. пособие для студ. вузов. - М.: Издательство НФаУ: Золотые страницы, 2005, с. 369-380.
3. Общий практикум по органической химии / В.П. Черных и др. - Харьков: Изд-во НФАУ; Золотые страницы, 2002. - с. 344-350.
4. Сборник тестов по органической химии / Под ред. В.П.Черных. - Харьков 2005, с. 265-282.

Ориентировочная основа действий (ООД)