PIRIDINĂ: STRUCTURĂ, PROPRIETĂȚI, UTILIZĂRI, TOXICITATE, SINTEZĂ - CHIMIE - 2025

Piridina este o amină aromatică având formula chimică C ₅ H ₅ N este versiunea de benzen azotate, ca -CH a fost înlocuit cu un atom de azot (N). Împreună cu pirol, piridina formează grupul celor mai simple amine aromatice dintre toate.

Piridina a fost inițial produsă din gudron de cărbune, dar a fost o metodă cu randament redus. Aceasta a dus la crearea mai multor metode pentru sinteza sa chimică, prevalând cea în care se folosește reacția de formaldehidă, acetaldehidă și amoniac.

Formula structurală a piridinei. Sursa: Calvero. / Domeniu public

Piridina a fost obținută pentru prima dată de Thomas Anderson (1843), un chimist scoțian, care prin încălzirea cărnii și oaselor de animale a produs un ulei din care a fost purificată piridina.

Thomas Anderson (iulie 1819)

Piridina este folosită ca materie primă pentru sinteza compușilor care elimină și controlează proliferarea insectelor, ciupercilor, ierburilor etc. De asemenea, este utilizat la fabricarea a numeroase medicamente și vitamine, precum și a fi folosit ca solvent.

Piridina este un compus toxic care poate deteriora cronic ficatul, rinichii și funcția sistemului nervos central. Piridina poate intra în organism prin ingestie, inhalare și difuzie prin piele. Este cunoscută în domeniul chimic pentru a fi o substanță capabilă să provoace impotență la bărbați.

Structura piridinei

Molecular

Structura moleculară a piridinei. Sursa: Benjah-bmm27 / Domeniu public

Imaginea superioară arată structura moleculară a piridinei reprezentată de un model de sfere și bare. După cum se poate observa, molecula sa este foarte asemănătoare cu cea a benzenului, cu singura diferență că are unul dintre carbonii săi (sfere negre) înlocuit de azot (sfera albastră).

Azotul, fiind mai electronegativ, atrage densitatea electronilor spre sine, ceea ce creează un moment dipol permanent în piridină. Prin urmare, moleculele piridinei interacționează prin forțe dipol-dipol.

Atomii de hidrogen sunt regiunile sărace de electroni, deci vor fi orientați în direcția atomului de azot al unei molecule vecine.

Cristalin

Structura cristalină a piridinei. Sursa: Orci / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)

Moleculele de piridină au nu numai forțele dipol-dipol, dar și interacțiunile inelelor aromatice. Astfel, aceste molecule reușesc să se poziționeze într-o manieră ordonată pentru a produce un cristal cu o structură ortorombică (imaginea superioară) la o temperatură de -41,6 ° C.

Proprietățile piridinei

Probă de piridină. LHcheM / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)

Aspectul fizic

Lichid incolor cu miros înțepător, similar cu peștele.

Masă molară

79,1 g / mol

Densitate

0,9819 g / ml

Punct de topire

-41.6 ºC

Punct de fierbere

115,2 ºC

Solubilitate

Este miscibil cu apa și, de asemenea, cu alcool, eter, eter de petrol, uleiuri și multe lichide organice în general.

Presiunea de vapori

16 mmHg la 20 ° C.

Densitatea vaporilor

2,72 raportat la apă = 1

Indicele de refracție (n

1,5093

Viscozitate

0,88 cP

Moment dipol

2.2 D

punct de aprindere

21 ºC

Temperatură de autoaprindere

482 ºC

Descompunere

Când este încălzit până la descompunere, emite fum de cianură.

Coroziune

Piridina în formă lichidă atacă unele forme de materiale plastice, cauciucuri și acoperiri.

pH

8,5 (0,2 M soluție în apă)

De bază și reactivitate

Piridina este o bază slabă. Este o amină terțiară a cărei soluție de 0,2 M în apă produce un pH de 8,5. Are afinitate scăzută pentru electroni datorită electronegativității azotului, astfel că carbonii săi nu suferă de obicei o substituție electrofilă.

Piridina suferă substituție nucleofilă, de preferință la C ₄ și C _{2 poziții} ale inelului. Datorită capacității sale de a dona electroni, piridina este mai rezistentă la oxidare decât benzenul și reacționează violent cu acidul sulfuric, acidul azotic și anhidrida maleică.

Utilizările piridinei

pesticide

Piridina este un precursor al erbicidelor Paraquat și Diquat. În același mod, este utilizat pentru sinteza insecticidului Chlorpyrifos, a cărui etapă inițială este clorurarea piridinei. De asemenea, este materia primă inițială pentru obținerea fungicidului pe bază de pirithione.

Solvent

Piridina este un solvent polar, utilizat pentru reacțiile de dehalogenare și pentru extragerea antibioticelor. Piridina este folosită ca solvent în industria vopselelor și a cauciucului, precum și în laboratoarele de cercetare ca solvent în extracția hormonilor vegetali.

Medicament

Piridina servește ca punct de plecare în sinteza cetilpiridiniului și laurilpiridiniului, compuși care sunt folosiți ca antiseptice în produsele de îngrijire orală și dentară. Molecula piridină face parte din structura chimică a multor medicamente.

De exemplu, esmeprazolul, utilizat pentru tratarea refluxului gastroesofagian. Loratidina este un alt medicament preparat pe bază de piridină, cunoscut sub numele de Claritin, care este utilizat ca tratament pentru procesele alergice.

Tabletele de piridină (fenazopiridină) sunt utilizate în tratamentul simptomatic al unei iritații a tractului urinar, care este însoțit, în unele cazuri, de durere, arsură și nevoia de a urina. Fenazopiridina este un colorant care acționează ca un analgezic în tractul urinar.

Diacilhidrazina este un derivat al piridinei care are o activitate antibacteriană care se exercită asupra bacteriilor gram negative, precum E. coli, și a bacteriilor gram pozitive, cum ar fi S. albus.

Piridina servește ca bază pentru tiazolo piridină, un compus cu activitate antivirală, în special împotriva virusului gripal β-masa. 2-Acetilpiridina, un derivat al piridinei, are o mare activitate antitumorală și este un inhibitor al leucemiei.

Alții

Piridina este utilizată la fabricarea de vitamine, produse din cauciuc, adezivi, vopsele și insecticide. De asemenea, este utilizat în denaturarea alcoolului și în vopsirea unor materiale textile.

20% din piridină este utilizat la prepararea piperidinei. Piperidina este implicată în vulcanizare și agricultură.

Piridina este, de asemenea, utilizată în sinteza rășinilor de policarbonat, ca aromă alimentară și ca reactiv pentru detectarea cianurii.

Toxicitate

- Piridina intră în organism în principal prin inhalare și difuzie prin piele. Expunerea acută la piridină poate provoca iritații ale ochilor și pielii și arsuri la contact.

- Piridina poate provoca dermatite și alergii la nivelul pielii. Dezvoltarea alergiei poate fi însoțită pe lângă mâncărime și erupție cutanată.

- Inhalarea piridinei poate provoca iritații ale nasului și gâtului, însoțită de tuse și respirație astmatică șuierătoare.

- Prin ingestie, piridina poate provoca greață, vărsături, diaree și dureri abdominale. De asemenea, încorporarea în organism a unei doze mari de piridină poate provoca: dureri de cap, oboseală, leșin, senzații de cap, amețeli, confuzie și, în cele din urmă, comă și moarte.

- Organele cele mai afectate de acțiunea piridinei sunt ficatul, rinichii, organele genitale masculine și sistemul nervos central. De asemenea, poate acționa asupra măduvei osoase, inducând producerea de trombocite. O acțiune cancerigenă a piridinei nu a fost evidențiată în experimentele pe animale.

OSHA a stabilit o limită de expunere în aer de 5 ppm pe 8 ore de lucru.

Sinteză

Primele metode de obținere a piridinei s-au bazat pe extragerea sa din materiale organice. Thomas Anderson (1843) a obținut pentru prima dată piridină prin încălzirea cărnii și oaselor de animale. Într-o primă etapă, Anderson a produs un ulei din care a reușit să distileze piridina.

În mod tradițional, piridina a fost obținută din gudron de cărbune sau din gazificarea cărbunelui. Aceste proceduri au fost greoaie și cu un randament redus, deoarece concentrația de piridină din aceste materii prime a fost foarte mică. Deci a fost nevoie de o metodă de sinteză.

Metoda chibibină

Deși există numeroase metode pentru sinteza piridinei, procedura Chichibabin introdusă în 1923 este încă folosită în principal.În această metodă piridina este sintetizată din reacția formaldehidei, a acetaldehidei și a amoniacului, care sunt reactivi ieftini.

În prima etapă, formaldehida și acetaldehida reacționează pentru a forma compusul acroleinei, într-o reacție de condensare Knoevenagel, formând și apă.

Condensarea piridinei din acroleină și acetaldehidă

În cele din urmă, într-o a doua etapă, acroleina reacționează cu formaldehida și amoniacul pentru a forma dihidropiridina. Ulterior, dihidropiridina este oxidată la piridină într-o reacție la 350-550 ° C în prezența unui catalizator solid, de exemplu, silica-alumină.

reacţii

Substituții electrofile

Aceste substituții nu apar de obicei datorită densității electronice scăzute a piridinei.

Sulfanarea este mai dificilă decât nitrarea. Dar bromurarea și clorarea apar mai ușor.

Piridina-N-oxid

Locul de oxidare în piridină este atomul de azot, oxidarea fiind produsă de peracide (acizi care au o grupă OOH). Oxidarea cu azot promovează substituția electrofilă la carbonii 2 și 4 ai piridinei.

Substituții nucleofile

Piridina poate suferi diverse substituții nucleofile datorită densității mici de electroni a carbonilor inelului piridinic. Aceste substituții apar mai ușor în molecula de piridină modificată de brom, clor, fluor sau acid sulfonic.

Compușii care efectuează atacurile nucleofile asupra piridinei sunt de obicei: alcoxizi, tioliți, amine și amoniac.

Reacții radicale

Piridina poate fi dimerizată prin reacții radicale. Dimerizarea radicală a piridinei se realizează cu sodiu elemental sau nichel Raney, putând produce 4,4'-biperidină sau 2,2'-biperidină.

Reacția asupra atomului de azot

Acizii, potrivit Lewis, se adaugă cu ușurință la atomul de azot al piridinei, formând săruri de piridiniu. Piridina este o bază Lewis care donează o pereche de electroni.

Reacție de hidrogenare și reducere

Piperidina este produsă prin hidrogenarea piridinei cu nichel, cobalt sau ruteniu. Această reacție se realizează la temperaturi ridicate însoțite de utilizarea unui catalizator.

Referințe

1. Graham Solomons TW, Craig B. Fryhle. (2011). Chimie organica. ( Ediția ^a 10- ^a .) Wiley Plus.
2. Carey F. (2008). Chimie organica. (Ediția a șasea). Mc Graw Hill.
3. Morrison și Boyd. (1987). Chimie organica. (Ediția a cincea). Addison-Wesley Iberoamericana.
4. Wikipedia. (2020). Piridina. Recuperat de la: en.wikipedia.org
5. Centrul Național de Informații Biotehnologice. (2020). Piridina. Baza de date PubChem., CID = 1049. Recuperat din: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
6. Laura Foist. (2020). Piridină: structură, formulă și proprietăți fizice. Studiu. Recuperat din: studiu.com
7. Ataf Ali Altaf, Adnan Shahzad, Zarif Gul, Nasir Rasool, Amin Badshah, Bhajan Lal, Ezzat Khan. (2015). O revizuire asupra importanței medicinale a derivaților de piridină. Journal of Drug Design and Medicinal Chemistry. Vol. 1, nr. 1, pp. 1-11. doi: 10.11648 / j.jddmc.20150101.11
8. WebMD. (2020). Tableta Pyridin. Recuperat de la: webmd.com
9. Departamentul de Sănătate și Servicii pentru Seniori din New Jersey. (2002). Piridina. . Recuperat din: nj.gov