Hylifyn gyfansoddyn organig gyda'r fformiwla gemegol C5HI5N, sy'n gyfansoddyn heterocyclaidd chwe philiog gyda heteroatom nitrogen. Gellir ei ystyried yn gyfansoddyn mewn moleciwlau bensen lle mae n un (CH) yn cael ei ddisodli gan N, felly fe'i gelwir hefyd yn nitrobenzene neu nitrobenzene. Hylif melyn di -liw neu olau gydag arogl budr, yn cael arogl budr. Mae sugno a'i homologau yn bodoli mewn tar esgyrn, nwy tar glo, olew siâl, a phetroliwm. Gall fod yn gredadwy gyda thoddyddion fel dŵr, alcohol, ether, ether petroliwm, bensen, olew, ac ati. Mae pyridine a'i homologau yn bodoli mewn tar esgyrn, tar glo, nwy naturiol, olew siâl, a phetroliwm. Mewn diwydiant, mae pyridine yn defnyddio denaturants, cymhorthion lliwio, a deunyddiau crai ar gyfer syntheseiddio ystod o gynhyrchion, gan gynnwys fferyllol, diheintyddion, llifynnau, ac ati.
|
Fformiwla gemegol |
C5H5N |
|
Offeren union |
79 |
|
Pwysau moleciwlaidd |
79 |
|
m/z |
79 (100.0%), 80 (5.4%) |
|
Dadansoddiad Elfenol |
C, 75.92; H, 6.37; N, 17.71 |
|
|
|
Mae gan pyridine a'i ddeilliadau ystod eang o gymwysiadau mewn synthesis organig, dylunio cyffuriau, cemeg amaethyddol, llifynnau a gwyddoniaeth deunyddiau. Mewn synthesis organig, defnyddir pyridine yn aml fel toddydd neu gatalydd; Wrth ddatblygu cyffuriau, mae creiddiau pyridin yn aml yn cael eu hymgorffori mewn moleciwlau cyffuriau i wella eu gweithgaredd a'u heffeithlonrwydd biolegol; Mewn cemeg amaethyddol, mae deilliadau pyridin wedi'u datblygu fel plaladdwyr a phryfladdwyr effeithlon iawn; Ym maes gwyddoniaeth deunyddiau, mae pyridine a'i ddeilliadau hefyd wedi'u hastudio fel deunyddiau a chatalyddion newydd.
Gellir defnyddio pyridine hefyd fel toddydd alcalïaidd ac mae'n doddydd rhagorol ar gyfer asiantau diacidification ac adweithiau acylation; Gellir ei ddefnyddio hefyd fel catalydd ar gyfer adweithiau polymerization, adweithiau ocsideiddio, adweithiau carbonylation acrylonitrile, ac ati; Gellir ei ddefnyddio hefyd fel sefydlogwr ar gyfer rwber silicon ac fel deunydd crai ar gyfer pilenni cyfnewid anion
I grynhoi, mae pyridine, fel deunydd crai cemegol sylfaenol, nid yn unig yn meddiannu safle pwysig wrth ymchwilio a chymhwyso cemeg organig, ond mae datblygu a chymhwyso ei ddeilliadau hefyd wedi cyfoethogi'r cynnwys ymchwil a'r cyflawniadau ymchwil mewn meysydd fel meddygaeth, amaethyddiaeth a gwyddoniaeth ddeunyddiau yn fawr.
Paratoi ohylif:
1. Gellir ei gael o dar glo naturiol neu asetaldehyd ac amonia. Gellir syntheseiddio pyridine a'i ddeilliadau hefyd trwy amrywiaeth o ddulliau, a'r dull a ddefnyddir fwyaf eang yw synthesis pyridin Hanqi, sy'n defnyddio dau foleciwl - mae cyfansoddion carbonyl, fel acetoacetate ethyl, yn cyddwyso â molecule a molecule o echdeio a difetha a wedyn Amonia i ffurfio cyfansoddion dihydropyridine, ac yna eu dadhydradu ag ocsidydd (fel asid nitraidd), ac wedi'i hydroli i ddatgarboxylation i gael deilliadau pyridin.
2. Gellir paratoi asetylen, amonia a methanol hefyd trwy gatalydd ar 500 gradd.
Priodweddau cemegolhylif:
Mae pyridine a'i ddeilliadau yn fwy sefydlog na bensen, ac mae eu hadweithedd yn debyg i nitrobenzene. Mae adweithiau amnewid electroffilig aromatig nodweddiadol yn digwydd yn safleoedd 3 a 5, ond mae'r adweithedd yn is nag un bensen, ac nid yw'n hawdd digwydd nitradiad, halogeniad, sulfonation ac ymatebion eraill. Mae pyridine yn amin trydyddol gwan, a all ffurfio halwynau anhydawdd ag asidau amrywiol (asid picric neu asid perchlorig, ac ati) mewn toddiant ethanol. Mae'r pyridine a ddefnyddir mewn diwydiant yn cynnwys tua 1% 2- methylpyridine, felly gellir ei wahanu oddi wrth ei homologau trwy fanteisio ar y gwahaniaeth mewn eiddo sy'n ffurfio halen. Gall pyridine hefyd ffurfio cyfadeiladau crisialog gydag ïonau metel amrywiol. Mae'n haws lleihau pyridine na bensen, fel hecsahydropyridine (neu piperidine) o dan weithred sodiwm metel ac ethanol. Mae pyridine yn adweithio â hydrogen perocsid ac mae'n hawdd ei ocsidio i pyridin N-ocsid.
Mae pyridine yn heterocycle "π diffygiol", ac mae dwysedd cwmwl electron ar y cylch yn is na dwysedd bensen, felly mae ei weithgaredd adweithio amnewid electroffilig hefyd yn is na dwysedd bensen, sy'n cyfateb i nitrobenzene. Oherwydd pasio atomau nitrogen ar y cylch, mae'r amodau ar gyfer adwaith amnewid electroffilig yn gymharol llym, ac mae'r cynnyrch yn isel. Mae'r eilyddion yn nodi 3 () did yn bennaf.
O'i gymharu â bensen, mae adwaith amnewid electroffilig cylch pyridin yn dod yn anoddach, ac mae'r eilydd yn mynd i mewn yn bennaf 3 () gellir esbonio'r effaith hon trwy sefydlogrwydd cymharol y canolradd.
Oherwydd bodolaeth yr atom nitrogen sy'n amsugno, nid yw ïonau positif y canolradd mor sefydlog â'r canolradd gyfatebol a ddisodlir gan bensen, felly mae adwaith amnewid electroffilig pyridin yn anoddach na bod bensen. Gan gymharu lleoliad ymosodiad ymweithredydd electroffilig, gallwn weld pan fydd ymosodiad 2 () darnau a 4 () yn fformiwla terfyn cyseinio ar gyfer y canolradd a ffurfiwyd pan fydd y gwefr bositif ar yr atom nitrogen gyda mwy o electronegatifedd. Mae'r fformiwla derfyn hon yn hynod ansefydlog, a 3 () nid oes fformiwla derfyn mor ansefydlog iawn ar gyfer y canolradd a amnewidiwyd yn ôl safle, ac mae'r canolradd yn fwy sefydlog na'r safle ymosod canolraddol 2 a 4. Felly, mae'n hawdd ffurfio amnewidion yn safle 3.
Oherwydd amsugno electronau atomau nitrogen ar y cylch pyridin, mae dwysedd cwmwl electron atomau carbon ar y cylch yn lleihau, yn enwedig yn safle 2 a 4, felly mae'n hawdd digwydd yr adwaith amnewid niwcleoffilig ar y cylch, ac mae'r adwaith amnewid yn digwydd yn bennaf yn safle 2 a 4.
Gelwir adwaith pyridine gyda sodiwm amino i gynhyrchu 2- aminopyridine yn adwaith azinibabine. Os yw'r safle 2 wedi'i feddiannu, mae'r adwaith yn digwydd yn y safle 4 i gael aminopyridine 4-, ond mae'r cynnyrch yn isel. Os yw'r darn neu'r adwaith amnewid niwcleoffilig yn hawdd ei ddigwydd pan fydd grŵp gadael da (fel halogen, nitro) yn y. Er enghraifft, gall pyridin gael adwaith amnewid niwcleoffilig ag amonia (neu amin), alcyl ocsid, dŵr ac adweithyddion niwcleoffilig gwan eraill.
Oherwydd bod dwysedd cwmwl yr electron ar y cylch pyridin yn isel, yn gyffredinol nid yw'n hawdd cael ei ocsidio. Yn enwedig o dan amodau asidig, mae pyridine yn cael gwefr bositif ar yr atom nitrogen ar ôl ei halogi, ac mae effaith ymsefydlu amsugno electronau yn cael ei gryfhau, sy'n gwneud dwysedd cwmwl yr electron ar y cylch yn is, ac yn cynyddu sefydlogrwydd yr ocsidydd. Pan fydd cadwyni ochr i'r cylch pyridine, mae ocsidiad cadwyni ochr yn digwydd.
Gall pyridine gael adwaith ocsideiddio tebyg i amin trydyddol o dan amodau ocsideiddio arbennig i ffurfio n-ocsid. Er enghraifft, gellir cael pyridine n-ocsid pan fydd pyridine yn adweithio ag asid perocsi neu hydrogen perocsid.
Gellir dadosod pyridine n-ocsid trwy ostyngiad. Mewn pyridin n-ocsid, gall y pâr electron heb ei ganfod ar yr atom ocsigen gael y cyfuniad p-π â'r bond mawr aromatig π, sy'n ei gwneud yn hawdd i ddwysedd y cwmwl electron ar y cylch cynyddu bitswm yr adeg amnewid electroffilig o gylch pyridin yn digwydd oherwydd cynnydd syfrdanol o safle. Ar ôl ffurfio pyridin N-ocsid, mae gan yr atom nitrogen wefr bositif, ac mae effaith sefydlu amsugno electronau yn cynyddu, fel bod dwysedd y cwmwl electron yn safle 4 yn gostwng, felly mae'r adwaith amnewid electroffilig yn digwydd yn bennaf ar 4 () ymlaen. Ar yr un pryd, mae N-ocsidau pyridine hefyd yn dueddol o adweithiau amnewid niwcleoffilig.
Yn wahanol i'r adwaith ocsideiddio, mae'n haws cael gostyngiad hydrogeniad na chylch bensen, y gellir ei leihau trwy hydrogeniad catalytig ac adweithyddion cemegol.
Cynnyrch lleihauhylifyw hexahydropyridine (piperidine), sydd ag eiddo amin eilaidd, yn fwy alcalïaidd na pyridine (pka =11. 2), a'r berwbwynt yw 106 gradd. Mae gan lawer o gynhyrchion naturiol y system gylch hon ac fe'u defnyddir yn gyffredin yn ganolfannau organig.
Mae pyridine a'i ddeilliadau yn fwy sefydlog na bensen, ac mae eu hadweithedd yn debyg i nitrobenzene. Mae adweithiau amnewid electroffilig nodweddiadol cyfansoddion aromatig yn digwydd yn safleoedd 3 a 5, ond mae eu hadweithedd yn is nag adweithedd bensen, ac yn gyffredinol maent yn llai tueddol o gael ymatebion fel nitradiad, halogeniad, a sulfoniad. Mae pyridine yn amin trydyddol gwan sy'n gallu ffurfio halwynau anhydawdd ag asidau amrywiol (fel asid picric neu asid perchlorig) mewn toddiant ethanol. Mae'r pyridine a ddefnyddir mewn diwydiant yn cynnwys tua 1% 2- methylpyridine, felly gellir ei wahanu oddi wrth ei homologau trwy fanteisio ar y gwahaniaethau mewn eiddo sy'n ffurfio halen. Gall pyridine hefyd ffurfio cyfadeiladau crisialog gydag ïonau metel amrywiol. Mae'n haws lleihau pyridine na bensen, fel hecsahydropyridine (neu piperidine) o dan weithred sodiwm metelaidd ac ethanol. Mae pyridine yn adweithio â hydrogen perocsid ac mae'n hawdd ei ocsidio i pyridin N-ocsidiedig.
Aromatigrwydd
Mae strwythur pyridine yn debyg iawn i bensen. Mae dulliau corfforol modern wedi mesur mai hyd bond carbon carbon mewn moleciwlau pyridin yw 139 pm, sydd rhwng y bond sengl CN (147 pm) a'r c=n bond dwbl (128 pm). Ar ben hynny, mae gwerthoedd hyd bond ei fond carbon carbon a'i fond nitrogen carbon hefyd yn debyg, gydag ongl bond o tua 120 gradd. Mae hyn yn dangos bod graddfa'r bondio ar y cylch pyridin ar gyfartaledd yn uchel, ond nid mor gyflawn â bensen.
Mae'r atomau carbon a nitrogen ar y cylch pyridin yn gorgyffwrdd â'i gilydd mewn orbitalau hybridedig SP2 i ffurfio bond sigma, gan ffurfio cylch planar chwe phelenni. Mae gan bob atom AP orbitol yn berpendicwlar i awyren y cylch, gydag un electron ym mhob orbital p. Mae'r orbitalau p hyn yn gorgyffwrdd yn ochrol i ffurfio bond π mawr caeedig, gyda 6 π electron, yn dilyn y rheol 4n +2, yn debyg i gylch bensen. Felly, mae gan pyridine rywfaint o aromatigrwydd. Mae orbitol hybrid SP2 arall ar yr atom nitrogen nad yw'n cymryd rhan mewn bondio ac sy'n cael ei feddiannu gan bâr o electronau pâr unigol, gan wneud pyridin alcalïaidd. Mae electronegatifedd yr atom nitrogen ar y cylch pyridin yn gymharol uchel, sy'n cael effaith sylweddol ar ddosbarthiad dwysedd cwmwl electronau ar y cylch, gan beri i'r cwmwl electron π symud tuag at yr atom nitrogen. Mae dwysedd cwmwl yr electron o amgylch yr atom nitrogen yn uchel, tra bod dwysedd cwmwl yr electron mewn rhannau eraill o'r cylch yn lleihau, yn enwedig yn y safleoedd cyfagos a phara, sy'n cael ei leihau'n sylweddol. Felly mae gan pyridine aromatigrwydd tlotach na bensen.
Mewn moleciwlau pyridine, mae rôl yr atom nitrogen yn debyg i rôl y grŵp nitro mewn nitrobenzene, gan achosi gostyngiad yn nwysedd cwmwl electron yn y safleoedd ortho a phara o gymharu â'r cylch bensen, tra bod y safle meta yn debyg i'r cylch bensen. O ganlyniad, mae dwysedd cwmwl electron yr atom carbon ar y cylch yn llawer is na dwysedd bensen. Felly, gelwir heterocyclau aromatig fel pyridine hefyd yn heterocyclau "π - diffygiol". Mae'r math hwn o gylch heterocyclaidd yn fwy tueddol yn gemegol i adweithiau amnewid electroffilig, adweithiau amnewid niwcleoffilig, adweithiau ocsideiddio, ac adweithiau lleihau.
Alcalïaidd a hallt
Gall y parau electronau heb eu rhannu ar atom nitrogen pyridin dderbyn protonau ac arddangos alcalinedd. PKA asid cydgysylltiedig pyridine (pyridine sy'n derbyn proton ar yr atom N) yw 5.25, sy'n fwy asidig nag amonia (pKa 9.24) ac aminau brasterog (pKa 10-11) (y lleiaf y pKa, y cryfach yw'r asidedd). Y rheswm yw bod y parau electronau heb eu rhannu ar yr atom nitrogen mewn pyridin wedi'u lleoli mewn orbitalau hybrid SP2, sydd â mwy o gydrannau S-orbitol nag orbitalau hybrid SP3 ac sy'n agosach at y niwclews atomig. Mae'r electronau wedi'u rhwymo'n gryf gan y niwclews ac mae ganddynt duedd lai i roi electronau, gan ei gwneud hi'n anodd rhwymo â phrotonau a llai o alcalïaidd. Fodd bynnag, o'i gymharu ag aminau aromatig fel anilin â PKA o 4.6, mae pyridin ychydig yn fwy alcalïaidd.
Gall pyridine ffurfio halwynau sefydlog gydag asidau cryf, a gellir defnyddio rhai halwynau crisialog ar gyfer gwahanu, adnabod a mireinio gwaith. Defnyddir alcalinedd pyridin fel catalydd ac asiant diacidification mewn llawer o adweithiau cemegol. Oherwydd ei hydoddedd da mewn dŵr a thoddyddion organig, mae ei effaith catalytig yn aml y tu hwnt i gyrraedd rhai seiliau anorganig.
Gall pyridine nid yn unig ffurfio halwynau ag asidau cryf, ond hefyd ag asidau Lewis.
Yn ogystal, mae pyridine hefyd yn meddu ar rai priodweddau aminau trydyddol, a all adweithio â hydrocarbonau halogenaidd i ffurfio halwynau amoniwm cwaternaidd neu gyda halidau acyl i ffurfio halwynau.
Tagiau poblogaidd: Cas hylif pyridine 110-86-1, cyflenwyr, gweithgynhyrchwyr, ffatri, cyfanwerthu, prynu, pris, swmp, ar werth