Piridīns

Piridīns
Piridīna dažādu veidu struktūrformulas un molekulas modelis Pudele ar piridīnu
Citi nosaukumi	azabenzols, azīns
CAS numurs	110-86-1
Ķīmiskā formula	C5H5N
Molmasa	79,1 g/mol
Blīvums	981,9 kg/m3
Kušanas temperatūra	-41,6 °C
Viršanas temperatūra	115,2 °C
Šķīdība ūdenī	jaucas jebkurās attiecībās

Piridīns (C₅H₅N) ir heterociklisks, slāpekli saturošs, aromātisks organiskais savienojums. Tas pieder pie sešlocekļu heterocikliem. Piridīns ir bezkrāsains šķidrums ar raksturīgu asu, nepatīkamu smaku. Jaucas ar ūdeni un organiskiem šķīdinātājiem. Piridīns ir vāja bāze un ar stiprām neorganiskām skābēm veido sāļus (tos sauc par piridīnija sāļiem, piemēram, piridīnija perhlorāts). Viegli veido kompleksos savienojumus un dubultsāļus.

Vēsture

Pētot kaulu eļļu, ko ieguva kaulu sausajā destilācijā, ķīmiķis Andersons 1846. gadā ieguva nepazīstamu vielu, kuru varēja uzskatīt par benzola analogu, kam viena CH grupa aizvietota ar slāpekļa atomu (šo domu pirmo reizi izteica Kerners 1869. gadā privātā vēstulē Kanicāro). Pēc gada Djuārs (Dewar) neatkarīgi no Kernera ieteica šo pašu formulu, kuru vēlāk savos darbos apstiprināja arī citi ķīmiķi. 1879. gadā A. Višegradskis minēja iespēju, ka visas "augu bāzes", kā tolaik dēvēja alkaloīdus, ir piridīna vai hinolīna atvasinājumi, bet 1880. gadā Kēnigss pat ierosināja par alkaloīdiem saukt tikai tās augu bāzes, ko var uzskatīt par piridīna derivātiem. Tomēr mūsdienās par alkaloīdiem uzskata daudz vairāk vielu.

Atrašanās dabā

Piridīna gredzens ir daudzu alkaloīdu un citu dabasvielu molekulu struktūras pamatā. Pazīstami piridīna atvasinājumi ir nikotīnskābe (PP vitamīns), piridoksīns (B₆ vitamīns), nikotīns, anabazīns.

Iegūšana

Iegūst galvenokārt no akmeņogļu darvas, koksa gāzes un darvas ūdeņiem. Piridīna atvasinājumus var iegūt, noārdot daudzus dabas produktus.

Piridīna atvasinājumus laboratoriski iegūst Hanča sintēzē - β-dikarbonilsavienojumu reakcijā ar amonjaku un aldehīdiem. Oksidējot radušos 1,4-dihidropiridīna atvasinājumus, iegūst piridīna atvasinājumus.

Var sintezēt no acetaldehīda, formaldehīda un amonjaka (sk. Čičibabina piridīna sintēze):

CH₂O + NH₃ + 2 CH₃CHO → C₅H₅N + 3 H₂O + H₂

Augstā temperatūrā katalizatoru (alumīnija oksīda) klātienē reaģējot aldehīdiem ar amonjaku, notiek dažādas aldolās kondensācijas, imīnu veidošanās, dehidratācijas un dehidrogenēšanas reakcijas, kas noved pie ciklizācijas un piridīna atvasinājumu veidošanās.

Piridīnu var sintezēt tieši no acetilēna un ciānūdeņraža (šī reakcija analoģiska benzola sintēzei no acetilēna).

Īpašības

Piridīna īpašības līdzīgas trešējo amīnu īpašībām - tas veido N-oksīdus un N-alkilpiridīnija sāļus. Kompleksos savienojumos piridīns var būt ligands (σ-donors).

Vienlaicīgi piridīnam piemīt aromātisko savienojumu raksturīgās īpašības - tas iesaistās nukleofilās aizvietošanas reakcijās (galvenokārt orto-pozīcijā). Tā reaģētspēja apmēram līdzīga nitrobenzola reaģētspējai.

Elektrofilās aizvietošanas reakcijās piridīns reaģē visai neaktīvi un meta-pozīcijā. Tas izskaidrojams ar elektronu sadalījuma izmaiņām piridīna gredzenā slāpekļa atoma klātbūtnes dēļ.

Dažas piridīna elektrofilās aizvietošanas reakcijas

Piridīna gredzens ir ļoti stabils un neoksidējas ne ar CrO₃, ne KMnO₄.

Izmantošana

Lieto krāsvielu, medikamentu, insekticīdu sintēzei, piperidīna un aminopiridīna iegūšanai, kā reaģentu analītiskajā ķīmijā. Izmanto spirta denaturēšanai. Piridīns ir labs organisks šķīdinātājs.

Literatūra

• O. Neilands. Organiskā ķīmija. Rīga: Zvaigzne, 1977, 712.-718. lpp.

Ārējās saites

• Vikikrātuvē par šo tēmu ir pieejami multivides faili. Skatīt: Piridīns.

• Encyclopædia Britannica raksts (angliski)
• Krievijas Lielās enciklopēdijas raksts (krieviski)
• Encyclopædia Universalis raksts (franciski)

Svarīgākie heterocikli

Hetero- atomi	Trīslocekļu cikli		Četrlocekļu cikli		Pieclocekļu cikli		Sešlocekļu cikli		Septiņlocekļu cikli
	Piesātinātie	Ne- piesātinātie	Piesātinātie	Ne- piesātinātie	Piesātinātie	Ne- piesātinātie	Piesātinātie	Ne- piesātinātie	Piesātinātie	Ne- piesātinātie
O	Oksirāns	Oksirēns	Oksetāns	Oksets	Tetrahidrofurāns	Furāns	Tetrahidropirāns	Pirāns	Oksepāns	Oksepīns
S	Tiirāns	Tiirēns	Tietāns	Tiets	Tetrahidrotiofēns	Tiofēns	Tiāns	Tiīns	Tiepāns	Tiepīns
N	Aziridīns	Azirīns	Azetidīns	Azets	Pirolidīns	Pirols Pirolīns Indols*** Karbazols****	Piperidīns Hinuklidīns*	Piridīns Hinolīns*** Izohinolīns*** Akridīns****	Azepāns	Azepīns
2O			Dioksetāns		Dioksolāns		Dioksāns
2N				Diazets	Pirazolidīns Imidazolidīns	Pirazols Imidazols Pirazolīns Imidazolīns	Piperazīns	Pirazīns Pirimidīns Piridazīns	Diazepāns	Diazepīns
3N						Triazols Benztriazols***		Triazīns
4N						Tetrazols		Tetrazīns
5N						Pentazols**
S + N					Tiazolidīns	Tiazols Izotiazols	Tiomorfolīns	Tiazīns
O + N	Oksaziridīns					Izoksazols Oksazols	Morfolīns	Oksazīns
O + 2N						Furazāns		Oksadiazīns

*divi sajūgti sešlocekļu cikli    **cikls sastāv tikai no slāpekļa atomiem    ***satur kondensētu benzola gredzenu    ****satur 2 kondensētus benzola gredzenus