Пиридин

Это шестичленный гетероцикл, структурно сходный с бензолом, а отличающийся тем, что один атом углерода замещён на атом азота. Структурное сходство объясняет ароматический характер пиридина. Это значит, что все атомы, входящие в цикл, находятся в состоянии sp² – гибридизации и образуют плоскую молекулу; шесть электронов (по одному от каждого атома) образуют единую электронную систему, перпендикулярную плоскости кольца.

Однако специфические свойства азота отличают химическое поведение пиридина от бензола. У атома азота остаётся незадействованной в сопряжённой системе пара электронов.

Электроотрицательность азота больше электроотрицательности углерода, поэтому электронная плотность максимальная на атоме азота, перераспределяется по ядру, что снижает электронную плотность во всём ядре. Минимальная электронная плотность в положениях 1,4,6, т.е. молекула пиридина полярна (не имея заместителей в отличие от бензола).

Казалось бы, свободная пара электронов у атома азота должна обусловливать сильную основность пиридина. Однако опыт показал, что пиридин является очень слабым основанием (pK_b» 9), чем ароматические амины (pK_b» 4), но более сильное, чем пиррол (pK_b» 14).

Способы получения

Пиридин впервые был извлечён из костяного масла, позднее из каменноугольной смолы (содержание 0,1%).

1. При перегонке каменноугольной смолы пиридин и его гомологи концентрируются во фракции, называемой лёгким маслом.

Смесь пиридинов называется пиридиновыми основаниями и извлекается разбавленной серной кислотой.

Пиридины – бесцветные жидкости с сильным неприятным запахом. При смешении с водой наблюдается уменьшение объёма и выделение тепла, т.е. образуется гидрат.

Применяется как растворитель, катализатор, для получения красителей, пестицидов, лекарственных препаратов.

2.

3. Декарбоксилирование a-пиридинкарбоновой кислоты

Химические свойства

I Реакции по азоту (реакции третичного амина)

II Замещение водорода в кольце (электрофильное, нуклеофильное)

III Окисления

IV Раскрытия цикла

I Реакции по азоту

1. Образование солей

2. Присоединение галоидацилов или галоидалкилов

II Замещение водорода в кольце

а) реакции электрофильного замещения затруднены:

1. Ранее было сказано, что за счет более высокой электроотрицательности атома азота, электронная плотность в ядре понижена.

2. Эти реакции протекают в сильно кислых средах, в которых пиридин находится в виде (+-иона), поэтому вступление второго положительного заряда затруднено.

1. Бромирование

2. Нитрование

3. Сульфирование

б) Нуклеофильное замещение

Пониженная электронная плотность кольца облегчает реакции нуклеофильного замещения (a- и g- положения).

1. Взаимодействие с амидом натрия (Чичибабин, 1914)

2. При действии паров пиридина на сухое едкое кали KOH

III Окисление

Пиридин очень устойчив к действию окислителей, при действии Н₂О₂ кольцо не затрагивается

более активен в реакциях электрофильного замещения, в положения a и g.

Гомологи окисляются по боковой цепи

Витамин РР (ниацин) – группа соединений, включающая никотиновую кислоту и её производные. При недостатке развивается кожное заболевание – пеллагра. Потребность человека – 15-20мг/сутки.

IV Реакции раскрытия цикла

По легкости раскрытия цикла пиридин отличается от бензола)

18 Углеводы (УВ)

Углеводы – класс органических соединений, которые состоят из углерода, водорода и кислорода. В большинстве углеводов атомное соотношение водорода и кислорода одинаково с соотношением в воде, равным 2: 1 (этим и объясняется происхождение названия «углеводы»).

Общая формула C_mH_2nO_n.

Исключение: дезоксисахара, имеющие другой состав, например, дезоксирибоза С₅Н₁₀О₄ , рамноза и фукоза С₆Н₁₂О₅.

С точки зрения строения все углеводы можно рассматривать как многократно гидроксилированные альдегиды и кетоны, или как многоатомные альдегидо- и кетоспирты.

Углеводы – первичные продукты фотосинтеза, т.е. первые органические вещества в кругообороте углерода в природе и служат мостом между минеральными соединениями и миром органических веществ. У самых истоков цивилизации лежит первое практическое знакомство человека с углеводами (обработка древесины, изготовление бумаги и х/б тканей, хлебопечение, брожение – процессы переработки углеводородного сырья).

Углеводы в виде разнообразных производных входят в состав клеток любого живого организма, выполняя роль конструкционного материала, поставщика энергии, субстратов и регуляторов специфических биохимических процессов. Соединяясь с нуклеиновыми кислотами, белками, липидами, углеводы составляют те сложные высокомолекулярные комплексы, которые лежат в основе субклеточных структур и представляют собой основу живой матери.

Дата добавления: 2013-12-12