Pyridine
IUPAC name	Pyridine
Other names	Azabenzene Azine py
Identifiers
CAS number	]]
SMILES	C1=NC=CC=C1
Properties
Molecular formula	C5H5N
Appearance	colourless liquid
Density	0.9819 g/cm³, liquid
Melting point	−41.6 °C
Boiling point	115.2 °C
Solubility in water	Miscible
Viscosity	0.94 cP at 20 °C
Hazards
EU classification	Flammable (F) Harmful (Xn)
NFPA 704	3 2 0
Flash point	21 °C
Related Compounds
Related amines	Picoline Quinoline
Related compounds	Aniline Pyrimidine
Except where noted otherwise, data are given for materials in their standard state (at 25 °C, 100 kPa)

La pyridine est un composé chimique fondamentalement important de formule C5H5N. C’est un liquide à l’odeur de poisson distinctement putride. Ses molécules ont une structure cyclique à six chaînons que l’on retrouve dans de nombreux composés, y compris les nicotinamides.

Ce composé a de nombreuses applications. C’est à la fois un solvant polyvalent et un bloc de construction pour une variété d’autres composés organiques. C’est un matériau de départ dans la fabrication d’insecticides, d’herbicides, de produits pharmaceutiques, d’arômes alimentaires, de colorants, de produits chimiques pour le caoutchouc, d’adhésifs, de peintures, d’explosifs et de désinfectants. De plus, il est dénaturant pour les mélanges antigels et est parfois utilisé comme ligand en chimie de coordination.

Propriétés

Cation pyridinium.

La pyridine peut être classée comme un composé organique aromatique hétérocyclique. Chaque molécule de pyridine est un cycle à six chaînons lié à la structure du benzène — un groupe CH dans le cycle benzénique est remplacé par un atome d’azote.

La pyridine a une seule paire d’électrons au niveau de l’atome d’azote. Parce que cette paire isolée n’est pas délocalisée dans le système aromatique des électrons « pi », la pyridine est basique, avec des propriétés chimiques similaires à celles des amines tertiaires.

La pyridine est protonée par réaction avec les acides et forme un ion polyatomique aromatique chargé positivement appelé cation pyridinium. Ce cation est l’acide conjugué de la pyridine et son pKa a une valeur de 5,30.

Les longueurs et les angles de liaison de la pyridine et de l’ion pyridinium sont presque identiques. En effet, la protonation de la pyridine n’affecte pas le système pi aromatique.

La structure de la molécule de pyridine la rend polaire. Il s’agit donc d’un solvant polaire mais aprotique. Il est entièrement miscible avec une large gamme d’autres solvants, y compris l’hexane et l’eau.

Occurrence et synthèse

La pyridine a été isolée industriellement à partir de goudron de houille brut. Il existe maintenant de nombreuses méthodes dans l’industrie et en laboratoire pour la synthèse de la pyridine et de ses dérivés.

Actuellement, la pyridine est synthétisée à partir d’acétaldéhyde, de formaldéhyde et d’ammoniac, un processus qui fait intervenir l’acroléine comme intermédiaire:

CH2O + NH3 + 2 CH3CHO → C5H5N + 3 H2O

En substituant d’autres aldéhydes à l’acétaldéhyde, on peut obtenir des pyridines substituées par des alkyles et des aryles. 26 000 tonnes ont été produites dans le monde en 1989.

Méthodes supplémentaires de synthèse

• La synthèse de la pyridine de Hantzsch est une réaction à plusieurs composants impliquant du formaldéhyde, un céto-ester et un donneur d’azote.
• D’autres exemples de la classe des pyridines peuvent être formés par réaction de 1,5-dicétones avec de l’acétate d’ammonium dans l’acide acétique suivie d’une oxydation. Cette réaction est appelée « Synthèse de pyridine de Kröhnke. »
• Des sels de pyridinium peuvent être obtenus dans la réaction de Zincke.
• Le « Réarrangement Ciamicien-Dennstedt » (1881) est l’expansion du cycle du pyrrole avec le dichlorocarbène en 3-chloropyridine et HCl
• Dans la « Synthèse de la pyridine de Chichibabine » (Aleksei Chichibabin, 1906), les réactifs sont trois équivalents d’un aldéhyde linéaire et de l’ammoniac

Réactions organiques

Dans réactions organiques, la pyridine se comporte comme une amine tertiaire avec protonation, alkylation, acylation et N-oxydation au niveau de l’atome d’azote. Il se comporte également comme un composé aromatique avec des substitutions nucléophiles.

• La pyridine est un bon nucléophile (avec un nombre de donneurs de 33,1). Il est facilement attaqué par des agents alkylants pour donner des sels de N-alkylpyridinium.
• La substitution aromatique nucléophile a lieu en C2 et C4 par example dans la réaction de Chichibabine de la pyridine avec l’amide de sodium en 2-aminopyridine. Dans la réaction d’Emmert (B. Emmert, 1939), on fait réagir la pyridine avec une cétone en présence d’aluminium ou de magnésium et de chlorure mercurique au carbinol également en C2.

Applications

• La pyridine est largement utilisée comme solvant polyvalent. La pyridine deutérée, appelée pyridine-d5, est un solvant courant pour la spectroscopie RMN 1h.

• Il est important en chimie organique industrielle, à la fois comme élément de construction fondamental et comme solvant et réactif en synthèse organique. Il est utilisé comme solvant dans les condensations Knoevenagel.

• La pyridine-borane, C5H5NBH3 (m.p. 10-11 ° C), est un agent réducteur doux avec une stabilité améliorée par rapport au borohydrure de sodium (NaBH4) dans les solvants protiques et une solubilité améliorée dans les solvants organiques aprotiques.

• Le trioxyde de pyridine-soufre, C5H5NSO3 (mp 175 ° C), est un agent de sulfonation utilisé pour convertir les alcools en sulfonates, qui à leur tour subissent une scission de liaison C-O (rupture) lors de la réduction avec des agents hydrures.

• C’est une matière première dans la synthèse de composés utilisés comme intermédiaires dans la fabrication d’insecticides, d’herbicides, de produits pharmaceutiques, d’arômes alimentaires, de colorants, de produits chimiques pour le caoutchouc, d’adhésifs, de peintures, d’explosifs et de désinfectants.

• Il est utilisé comme dénaturant pour les mélanges antigels.

• Il est parfois utilisé comme ligand en chimie de coordination.

Problèmes de sécurité et d’environnement

La pyridine est toxique. (Sa dose létale orale DL50 chez le rat s’est avérée être de 891 mg kg-1). Il est volatil et peut être absorbé par la peau. Les données disponibles indiquent que « l’exposition à la pyridine dans l’eau potable a entraîné une réduction de la motilité des spermatozoïdes à toutes les doses chez la souris et une augmentation de la durée du cycle œstral à la dose la plus élevée chez le rat ».

À l’heure actuelle, ses évaluations en tant qu’agent cancérigène possible ont montré qu’il n’y avait pas de preuves suffisantes de la cancérogénicité de la pyridine chez l’homme, bien qu’il y ait peu de preuves d’effets cancérigènes sur les animaux.

Les effets de l’intoxication aiguë à la pyridine comprennent des étourdissements, des maux de tête, des nausées et de l’anorexie. D’autres symptômes incluent des douleurs abdominales et une congestion pulmonaire. Bien que résistante à l’oxydation, la pyridine est facilement dégradée par les bactéries, libérant de l’ammonium et du dioxyde de carbone en tant que produits de dégradation terminale.

Composés apparentés

Les composés structurellement ou chimiquement apparentés sont:

• DMAP, abréviation de 4-diméthylaminopyridine
• La bipyridine et le viologène sont de simples composés polypyridines constitués de deux molécules de pyridine reliées par une liaison unique
• La Terpyridine, une molécule de trois cycles de pyridine reliés entre eux par deux liaisons simples.
• La quinoléine et l’isoquinoléine ont une pyridine et un cycle benzénique fusionnés.
• L’aniline est un dérivé du benzène avec un groupe NH2 attaché et non une pyridine
• Les diazines sont des composés avec un carbone supplémentaire remplacé par de l’azote tels que la Pyrazine et la Pyramidine
• Les triazines sont des composés avec deux carbones supplémentaires remplacés par de l’azote et une tétrazine a quatre atomes d’azote
• La 2,6-Lutidine est un nom trivial pour la 2,6-diméthylpyridine.
• La collidine est le nom trivial de la 2,4,6-triméthylpyridine.
• Le p-toluènesulfonate de Pyridinium (PPT) est un sel formé par échange de protons entre la pyridine et l’acide p-toluènesulfonique
• La 2-Chloropyridine est un composant toxique significatif pour l’environnement de la dégradation du pesticide imidaclopride.

Notes

• McMurry, John. 2004. Chimie organique. Belmont, CA : Brooks/Cole. Il s’agit de la première édition de la série de bande dessinée de la série télévisée américaine. 1992. Chimie organique. Englewood Cliffs, NJ: Prentice Hall. Il s’agit de la première édition de la série de bande dessinée  » Le monde de la bande dessinée « . 2004. Chimie organique. Hoboken, New Jersey : John Wiley. ISBN 0471417998

Tous les liens récupérés le 16 juin 2019.

• Guide de poche NIOSH sur les dangers chimiques.
• Exemples de pyridines.
• Synthèse des pyridines (aperçu des méthodes récentes).

Functional groups

Chemical class: Alcool • Aldéhyde • Alcane • Alcène • Alcyne • Amide • Amine • Composé azoïque • Dérivé de benzène • Acide carboxylique • Cyanate • Ester • Éther • Halogénoalcane • Imine • Isocyanure • Isocyanate • Cétone • Nitrile • Composé nitro • Composé Nitroso • Peroxyde • Acide phosphorique • Dérivé de Pyridine • Sulfone • Acide sulfonique • Sulfoxyde • Thioéther • Thiol • Dérivé de toluène