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)

Pyridine is een fundamenteel belangrijke chemische verbinding met de formule C5H5N. Zijn molecules hebben een zes-membered ringstructuur die in vele samenstellingen, met inbegrip van nicotinamides kan worden gevonden.

deze verbinding heeft talrijke toepassingen. Het is zowel een veelzijdig oplosmiddel als een bouwsteen voor een verscheidenheid aan andere organische verbindingen. Het is een grondstof bij de vervaardiging van insecticiden, herbiciden, geneesmiddelen, voedselaroma ‘ s, kleurstoffen, rubberchemicaliën, kleefstoffen, verven, explosieven en ontsmettingsmiddelen. Bovendien is het een denaturant voor antivriesmengsels en wordt het soms gebruikt als ligand in de coördinatiechemie.

eigenschappen

Pyridiniumkation.

Pyridine kan worden ingedeeld als een heterocyclische aromatische organische verbinding. Elk molecuul pyridine is een zes-membered ring gerelateerd aan de structuur van benzeen—een Ch groep in de benzeenring wordt vervangen door een stikstofatoom.

Pyridine heeft een enkel paar elektronen bij het stikstofatoom. Omdat dit eenzame paar niet is verplaatst naar het aromatische systeem van “pi” elektronen, is pyridine basisch, met chemische eigenschappen vergelijkbaar met die van tertiaire aminen.

Pyridine wordt geprotoneerd door een reactie met zuren en vormt een positief geladen aromatische polyatomair ion, een pyridiniumkation genaamd. Dit kation is het geconjugeerde zuur van pyridine en zijn pKa heeft een waarde van 5,30.

De Bindingslengten en bindingshoeken in pyridine en het pyridiniumion zijn vrijwel identiek. Dit komt omdat de protonatie van pyridine geen invloed heeft op het aromatische pi-systeem.

de structuur van het pyridine-molecuul maakt het polair. Het is dus een polair maar aprotisch oplosmiddel. Het is volledig mengbaar met een breed scala aan andere oplosmiddelen, waaronder hexaan en water.

voorkomen en synthese

Pyridine werd oorspronkelijk industrieel geïsoleerd uit ruwe koolteer. Er zijn nu veel methoden in de industrie en in het laboratorium voor de synthese van pyridine en zijn derivaten.

momenteel wordt pyridine gesynthetiseerd uit aceetaldehyde, formaldehyde en ammoniak, een proces waarbij acroleïne als tussenproduct wordt gebruikt:

CH2O + NH3 + 2 CH3CHO → C5H5N + 3 H2O

door aceetaldehyde te vervangen door andere aldehyden, kan men alkyl en aryl gesubstitueerde pyridines verkrijgen. In 1989 werd wereldwijd 26.000 ton geproduceerd.

aanvullende synthesemethoden

• De Hantzsch pyridine synthese is een multicomponente reactie waarbij formaldehyde, een keto-ester en een stikstofdonor betrokken zijn.
• andere voorbeelden van de pyridineklasse kunnen worden gevormd door de reactie van 1,5-diketonen met ammoniumacetaat in azijnzuur, gevolgd door oxidatie. Deze reactie wordt de “kröhnke pyridinesynthese” genoemd.”
• Pyridiniumzouten kunnen worden verkregen in de Zincke-reactie.de “Ciamician-Dennstedt-herschikking” (1881) is de ringuitzetting van pyrrool met dichloorcarbeen tot 3-chloorpyridine en HCl
• In de “chichibabinepyridinesynthese” (Aleksei Chichibabin, 1906) zijn de reagentia drie equivalenten van een lineair aldehyde en ammoniak

organische reacties

in organische reacties gedraagt pyridine zich als een tertiaire amine met protonatie, alkylering, acylering en n-oxidatie bij het stikstofatoom. Het gedraagt zich ook als een aromatische verbinding met nucleofiele substituties.

• Pyridine is een goed nucleofiel (met een donorgetal van 33,1). Het wordt gemakkelijk aangevallen door alkylerende middelen om n-alkylpyridiniumzouten te geven.
• nucleofiele aromatische substitutie vindt plaats bij C2 en C4, bijvoorbeeld in de Chichibabinereactie van pyridine met natriumamide tot 2-aminopyridine. In de Emmert-reactie (B. Emmert, 1939) reageert pyridine met een keton in aanwezigheid van aluminium of magnesium en kwikchloride ook bij C2 op het carbinol.

toepassingen

• Pyridine wordt veel gebruikt als een veelzijdig oplosmiddel. Deuterated pyridine, genoemd pyridine-d5, is een gemeenschappelijk oplosmiddel voor1h NMR spectroscopie.

• Het is belangrijk in de industriële organische chemie, zowel als fundamentele bouwsteen als als oplosmiddel en reagens in de organische synthese. Het wordt gebruikt als oplosmiddel in Knoevenagel-condensaties.

• Pyridine-boraan, C5H5NBH3 (m.p. 10-11°C), is een mild reductiemiddel met verbeterde stabiliteit in vergelijking met natriumborohydride (NaBH4) in protische oplosmiddelen en verbeterde Oplosbaarheid in aprotische organische oplosmiddelen.

• Pyridine-zwaveltrioxide, C5H5NSO3 (MP 175 °C), is een sulfonator die wordt gebruikt om alcoholen om te zetten in sulfonaten, die op hun beurt C-O binding scission (break-up) ondergaan na reductie met hydride-middelen.

• Het is een uitgangsmateriaal voor de synthese van verbindingen die worden gebruikt als tussenproducten bij de vervaardiging van insecticiden, herbiciden, geneesmiddelen, voedingsaroma ‘ s, kleurstoffen, rubberchemicaliën, kleefstoffen, verven, explosieven en ontsmettingsmiddelen.

• Het wordt gebruikt als denatureringsmiddel voor antivriesmengsels.

• Het wordt soms gebruikt als ligand in de coördinatiechemie.

veiligheids-en milieukwesties

Pyridine is toxisch. (De orale letale dosis LD50 bij ratten bleek 891 mg kg–1 te zijn). Het is vluchtig en kan door de huid worden opgenomen. Beschikbare gegevens wijzen erop dat”blootstelling aan pyridine in drinkwater leidde tot een vermindering van de beweeglijkheid van het sperma bij alle dosisniveaus bij muizen en een verhoogde oestruscycluslengte bij het hoogste dosisniveau bij ratten”.

Op dit moment is uit de evaluaties ervan als mogelijk carcinogeen agens gebleken dat er onvoldoende bewijs is voor de carcinogeniteit van pyridine bij de mens, hoewel er beperkte aanwijzingen zijn voor carcinogene effecten op dieren.

effecten van acute pyridine-intoxicatie zijn duizeligheid, hoofdpijn, misselijkheid en anorexia. Verdere symptomen zijn buikpijn en pulmonale congestie. Hoewel het bestand is tegen oxidatie, wordt pyridine gemakkelijk afgebroken door bacteriën, waardoor ammonium en kooldioxide vrijkomen als terminale afbraakproducten.

Gerelateerde verbindingen

Structureel of chemisch verwante verbindingen zijn:

• DMAP, kort voor 4-dimethylaminopyridine
• Bipyridine en viologen zijn eenvoudig polypyridine verbindingen bestaande uit twee pyridine moleculen verbonden door een enkele binding
• Terpyridine, een molecuul van drie pyridine ringen met elkaar verbonden door twee enkele bindingen.
• chinoline en isochinoline hebben pyridine en een benzeenring gesmolten.
• Aniline is een benzeenderivaat met een daaraan gekoppelde NH2-groep en geen pyridine
• Diazinen zijn verbindingen waarvan nog één koolstof door stikstof wordt vervangen, zoals Pyrazine en Pyramidine
• Triazinen zijn verbindingen waarvan nog twee koolstofatomen door stikstof worden vervangen en een tetrazine heeft vier stikstofatomen
• 2,6-Lutidine is een triviale naam voor 2,6-dimethylpyridine.
• Collidine is de triviale naam voor 2,4,6-trimethylpyridine.
• Pyridinium p-tolueensulfonaat (PPTS) is een zout dat wordt gevormd door protonuitwisseling tussen pyridine en p-tolueensulfonzuur
• 2-Chloorpyridine is een toxisch, uit milieuoogpunt significant bestanddeel van de afbraak van het pesticide imidacloprid.

Notes

• McMurry, John. 2004. Organische Chemie. Belmont, CA: Brooks / Cole. ISBN 0534420052
• Morrison, Robert T. and Robert N. Boyd. 1992. Organische Chemie. Englewood Cliffs, NJ: Prentice Hall. ISBN 0-13-643669-2
• Solomons, T. W. Graham and Craig B. Fryhle. 2004. Organische Chemie. Hoboken, NJ: John Wiley. ISBN 0471417998

alle links geraadpleegd op 16 juni 2019.

• NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards.
• voorbeelden van Pyridines.
• synthese van pyridinen (overzicht van recente methoden).

Functional groups

Chemical class: Alcohol • Aldehyde • Alkane • Alkeen • Alkyne • Amide • Amine • Azo-verbinding • Benzeen afgeleide • Carboxylic acid • Cyanaat • Ester • Ether • Haloalkane • Imine • Isocyanide • Isocyanaat • Keton • Nitril • Nitro-verbinding • Nitroso samengestelde • Waterstofperoxide • Fosforzuur • Pyridine afgeleide • Sulfone • Sulfonic acid • Sulfoxide • Thioether • Thiol • Tolueen afgeleide