Пиридины: реакции и методы синтеза

Глава 5

Пиридин и его простые производные представляют собой стабильные относительно инертные жидкости с сильным резким запахом, неприятным для некоторых людей. Пиридины, особенно незамещённые, широко используются в качестве растворителей и оснований в реакциях N- и O-тозилирования и N- и O-ацилирования. Пиридин и монометилпиридины (пиколины) смешиваются с водой во всех отношениях. Пиридин, аналогично пирролу, впервые был выделен из пиролизата костей. Название «пиридин» составлено из греческого слова ...

5.Пиридины: реакции и методы синтеза

Пиридин и его простые производные представляют собой стабильные относительно инертные жидкости с сильным резким запахом, неприятным для некоторых людей. ...

5.1.Реакции с электрофильными реагентами
5.1.1.Присоединение к атому азота

В реакциях, при которых образование связи происходит с участием неподелённой пары электронов атома азота пиридинового цикла, таких, как протонирование ...

5.1.1.1.Протонирование атома азота

Пиридин образует кристаллические, обычно гигроскопичные соли с большинством протонных кислот. Для незамещённого пиридина в водном растворе значение pKa 5,2, ...

5.1.1.2.Нитрование по атому азота

Нитрование по атому азота пиридина протекает легко при взаимодействии производных пиридина с солями нитрония, например с тетрафторборатом нитрония [[5]]. ...

5.1.1.3.Аминирование по атому азота

Аминирование по атому азота пиридина возможно при использовании солей гидроксиламин-O-сульфокислоты [[7]]

5.1.1.4.Окисление атома азота

Аналогично другим третичным аминам, пиридины гладко реагируют с надкислотами с образованием соответствующих N-оксидов, обладающих разнообразными ...

5.1.1.5.Сульфирование по атому азота

Реакция пиридина с триоксидом серы [[8]] приводит к образованию коммерчески доступного, кристаллического цвиттерионного пиридиний-1-сульфоната — ...

5.1.1.6.Галогенирование по атому азота

Пиридины легко реагируют с галогенами и интергалогенидами [[10]] с образованием кристаллических соединений, не подвергающихся значительной диссоциации ...

5.1.1.7.Ацилирование по атому азота

Галогенангидриды карбоновых и арилсульфоновых кислот быстро реагируют с пиридинами с образованием 1-ацил- и 1-арилсульфонилпиридиниевых солей ...

5.1.1.8.Алкилирование по атому азота

Алкилгалогениды и алкилсульфаты легко реагируют с пиридинами, образуя четвертичные пиридиниевые соли. Так же, как и в случае алифатических третичных ...

5.1.1.9.Реакции комплексообразования

Обычно пиридины в присутствии катионов металлов образуют комплексные соединения с участием неподелённой пары электронов атома азота. Для простых ...

5.1.2.Реакции замещения при атоме углерода

В большинстве случаев реакции электрофильного замещения в производных пиридина протекают гораздо труднее, чем в производных бензола. Основная причина ...

5.1.2.1.Протонный обмен

Обмен Н — D по механизму электрофильного присоединения, аналогичный тому, который происходит в бензоле, в пиридине не протекает. Специальные ...

5.1.2.2.Нитрование

Превращение пиридина в 3-нитропиридин в результате прямого нитрования проходит с крайне низким выходом и в очень жёстких условиях [[17]]. Введение ...

5.1.2.3.Сульфирование

Пиридин очень устойчив к действию концентрированной серной кислоты или олеума — образование 3-сульфокислоты протекает очень медленно и с низким ...

5.1.2.4.Галогенирование

3-Бромпиридин получают с высоким выходом действием на пиридин брома в олеуме [[23]]. Процесс протекает, по-видимому, через образование пиридиний-1-сульфоната ...

5.1.2.5.Ацетоксимеркурирование

При взаимодействии пиридина с ацетатом ртути(II) при комнатной температуре образуется соль, которая при 180 °C [[26]] превращается в 3-ацетоксимеркурпиридин. ...

5.1.2.6.Реакции замещения в пиридинах, содержащих активированный атом азота и кислородсодержащие заместители

Смотрите разд. ##5.10.2.1.## и ##5.10.3.1.##

5.2.Реакции с окислителями

Пиридиновое кольцо обычно устойчиво к действию окислителей, и окисление возможно лишь в жёстких условиях. Незамещённый пиридин окисляется нейтральным ...

5.3.Реакции с нуклеофильными реагентами

Если для производных бензола и электроноизбыточных гетероциклических соединений (пиррол, фуран и так далее) характерны реакции электрофильного замещения, ...

5.3.1.Нуклеофильное замещение атома водорода
5.3.1.1.Алкилирование и арилирование

Реакции пиридина с алкил- или ариллитиевыми производными протекают в две стадии: первоначально происходит присоединение литийорганических реагентов ...

5.3.1.2.Аминирование

Аминирование пиридина и родственных гетероциклических соединений, так называемая реакция Чичибабина, обычно проходит по α-положению относительно атома ...

5.3.1.3.Гидроксилирование

Гидроксид-ион — гораздо более слабый нуклеофил, чем амид-ион, и он атакует пиридин лишь при очень высокой температуре, что приводит к образованию ...

5.3.2.Нуклеофильное замещение хорошо уходящих групп

Атомы галогенов, а также в некоторых случаях нитро- [[38]], алкоксисульфонильные [[39]] и метоксигруппы [[40]] в α- и γ-положениях, ...

5.4.Реакции с основаниями
5.4.1.Депротонирование при атоме углерода

При выдерживании пиридина при 165 ºC в системе MeONa — MeOD наблюдается Н — D-обмен всех протонов пиридинового цикла, причём обмен происходит при небольшой ...

5.5.Реакции c-металлированных пиридинов
5.5.1.Литий- и магнийорганические производные

Литийорганические производные пиридинов легко получаются и их свойства типичны для металлоорганических соединений [[50]] [[51]] [[52]]: так, например, 3-бром-пиридин ...

5.5.2.Реакции, катализируемые палладием

Галогенопиридины и пиридинилтрифлаты [[77]] [[78]] вступают в различные реакции, катализируемые комплексами палладия, такие, как реакция Хека [[79]], ...

5.6.Реакции со свободными радикалами, реакции пиридил-радикалов
5.6.1.Галогенирование

При температурах диссоциации на атомы молекул брома (500 °C) и хлора (270 °C) пиридин вступает в реакции радикального замещения с образованием ...

5.6.2.Реакции с углеродными радикалами

При реакции пиридина с фенильным радикалом также наблюдается преимущественная атака по α-положению, хотя соотношение изомерных продуктов реакции зависит ...

5.6.3.Димеризация

«Окислительная» димеризация пиридина возможна в присутствии натрия и никеля несмотря на кажущиеся восстановительные условия, причём в первом ...

5.6.4.Пиридил-радикалы

При облучении иодпиридинов генерируются пиридинил-радикалы [[99]]. Пиридинил-радикалы, аналогично другим арильным радикалам, могут быть генерированы ...

5.7.Реакции с восстановителями

Пиридин и его производные гораздо легче восстанавливаются, чем производные бензола; так, например, каталитическое восстановление легко идёт при обычной ...

5.8.Электроциклические реакции (основного состояния)

Электроциклические реакции с участием простых производных пиридина не известны, однако 2-пиридоны могут принимать участие в реакциях Дильса-Альдера, ...

5.9.Фотохимические реакции

При ультрафиолетовом облучении производные пиридина превращаются в высоко напряжённые соединения, которые могут приводить к изомерам пиридина или способны ...

5.10.Окси- и аминопиридины

Все три возможных оксипиридина склонны к таутомерным превращениям, связанным с перемещением протона между атомами кислорода и азота, причём наблюдается ...

5.10.2.Реакции пиридонов
5.10.2.1.Электрофильное присоединение и замещение

3-Гидроксипиридин протонируется по атому азота, значение рКа составляет 5,2, что типично для пиридинов. Пиридоны же гораздо менее основны и, подобно амидам, ...

5.10.2.2.Депротонирование и реакции солей

N-Незамещённые пиридоны проявляют кислотные свойства (pKa ~ 11) и при депротонировании образуют мезомерные анионы. Амбидентные анионы могут алкилироваться как ...

5.10.2.3.Замещение атома кислорода

Проблема превращения карбонильной группы пиридонов в уходящую группу занимает важное место в химии этих соединений. Наиболее часто используется ...

5.10.2.4.Тио-2-пиридоны

Тио-2-пиридоны [[153]] при реакции с хлорангидридами карбоновых кислот в присутствии триэтиламина превращаются в 2-ацилтиопиридины. Такие тио-эфиры можно ...

5.10.3.Реакции аминопиридинов
5.10.3.1.Электрофильное присоединение и замещение

Все изомерные аминопиридины проявляют основные свойства в большей степени, чем незамещённый пиридин, и образуют при протоноровании по кольцевому атому ...

5.10.3.2.Реакции аминогруппы

β-Аминопиридины при взаимодействии с азотистой кислотой обычным образом превращаются в соответствующие соли диазония. В случае же α- ...

5.11.Алкилпиридины

Главная особенность химических свойств алкилпиридинов состоит в способности алкильных групп, непосредственно связанных с пиридиновым циклом, ...

5.12.Пиридиновые альдегиды, кетоны, карбоновые кислоты и их эфиры

Эти соединения по своей реакционной способности близки к соответствующим производным бензола, поскольку карбонильная группа мезомерно ...

5.13.Четвертичные пиридиниевые соли

Отличительные особенности свойств четвертичных пиридиниевых солей заключаются, во-первых, в высокой склонности к реакциям нуклеофильного присоединения ...

5.13.1.Восстановление и окисление

Окисление пиридиниевых солей [[186]] в пиридоны под действием щелочного раствора гексацианоферрита предположительно проходит с участием аддукта ...

5.13.2.Присоединение металлоорганических реагентов

Металлоорганические реагенты очень легко присоединяются к N-алкил-, N-арил- и, что имеет особенно важное синтетическое значение, к N-ацилпиридиниевым солям. ...

5.13.3.Другие реакции нуклеофильного присоединения

Существуют также и другие примеры присоединения нуклеофилов к N-алкилпиридиниевым солям. Изучение процесса обратимого присоединения к иодиду ...

5.13.4.Нуклеофильное присоединение с последующим раскрытием цикла

Существует множество примеров, когда присоединение нуклеофильных реагентов по положению 2 пиридиниевых солей, обычно (хотя и не только) содержащих ...

5.13.5.Реакции циклизации с участием α-положений или α-заместителей

Примеры циклизаций пиридиниевых солей, в которых замыкание цикла происходит с участием α-заместителя или обладающего электрофильным характером ...

5.13.6.N-Дезалкилирование

Превращение N-алкил- и N-арилпиридиниевых солей в соответствующие пиридины — процесс достаточно сложный, однако в случае N-метильных солей ...

5.14.N-оксиды пиридина

N-Оксиды пиридина обладают чрезвычайно интересной реакционной способностью [[228]] [[229]], существенно отличающейся от реакционной способности как самих пиридинов, ...

5.14.1.Электрофильное присоединение и замещение

N-Оксиды пиридина протонируются и алкилируются по атому кислорода; в некоторых случаях могут быть выделены стабильные соли [[232]]. При взаимодействии ...

5.14.2.Нуклеофильное присоединение и замещение

Скорость нуклеофильного замещения атома галогена в α- и γ-положениях N-оксида пиридина выше, чем в самом пиридине. Порядок реакционной способности ...

5.14.3.Перегруппировки

Существует ряд синтетически полезных перегруппировок, позволяющих превратить N-оксиды пиридинов в различные производные пиридинов, при этом модификации ...

5.15.Синтез пиридинов
5.15.1.Синтез кольца

Существует очень много различных методов построения пиридинового цикла. В последующих разделах рассмотрены основные из этих методов.

5.15.1.1.Из аммиака и 1,5-дикарбонильных соединений

При взаимодействии аммиака с 1,5-дикарбонильными соединениями образуются 1,4-дигидропиридины, которые легко окисляются в соответствующие пиридины. При ...

5.15.1.2.Из альдегида, двух молекул 1,3-дикарбонильного соединения и аммиака

Симметричные 1,4-дигидропиридины, которые легко окисляются до соответствующих ароматических соединений, можно получить при взаимодействии аммиака, ...

5.15.1.2.1.Синтез Ганча

Классический вариант синтеза Ганча приводит к симметрично замещённым 1,4-дигвдропиридинам, поскольку при этом используется два эквивалента 1,3-дикарбонильного ...

5.15.1.3.Из 1,3-Дикарбонильных соединений и 3-аминоенонов или 3-аминонитрилов

Производные пиридина также образуются при взаимодействии 1,3-дикарбонильных соединений с 3-аминоенонами или 3-аминоакрилатами; в том случае, когда вместо ...

5.15.1.3.1.Синтез Гуарески

Использование цианацетамида в качестве азотсодержащего соединения в конденсации с 1,3-дикарбонильными соединениями приводит к образованию ...

5.15.1.4.С использованием реакций циклоприсоединения

Различные электроциклические процессы, сопровождающиеся последующей экструзией малых молекул, используются для синтеза производных пиридина; присоединение ...

5.15.1.5.С использованием термической электроциклизации

Электроциклизация 1-аза-1,3,5-триенов генерирует дигидропиридины, которые могут быть окислены в соответствующие ароматические соединения. В том случае, когда ...

5.15.1.6.Из фуранов

2-Фурфуриламины можно превратить в производные пиридинов через последовательные процессы раскрытия и замыкания цикла; таким путём, например, производные 2 ...

5.15.1.7.Прочие методы

Алкилпиридины производят в промышленности с использованием сложных химических процессов, при которых часто образуются смеси продуктов. В качестве ...

5.15.2.Примеры синтезов некоторых важных производных пиридина
5.15.2.1.Фузариновая кислота

Фузариновая кислота — продукт жизнедеятельности плесневых грибков, обладающий антибиотической и антигипертензивной активностью. Два метода синтеза ...

5.15.2.2.Пиридоксин

Пирдцоксин — витамин B6 — был синтезирован различными методами; в одном из них, приведённом ниже, для построения цикла используется метод Гуарески ...

5.15.2.3.2-Метокси-4-метил-5-нитропиридин

2-Метокси-4-метил-5-нитропиридин — промежуточное соединение в синтезе порфобилиногена (разд. ##13.8.##).

5.15.2.4.Немертеллин

Полный синтез немертеллина — токсина глистов — иллюстрирует использование металлирования пиридинового цикла и образующихся металлированных ...

Главы:

  1. Строение и спектральные характеристики ароматических гетероциклических соединений
  2. Реакционная способность ароматических гетероциклических соединений
  3. Синтез ароматических гетероциклических соединений
  4. Общая характеристика реакционной способности пиридинов, хинолинов и изохинолинов
  5. Пиридины: реакции и методы синтеза
  6. Хинолины и изохинолины: реакции и методы снитеза
  7. Общая характеристика реакционной способности солей пирилия и бензопирилия, пиронов и бензопиронов
  8. Катионы пирилия, 2- и 4-пироны реакции и методы синтеза
  9. Катионы бензопирилия, бензопироны: реакции и методы синтеза
  10. Общая характеристика реакционной способности диазинов: пиридазин, пиримидин и пиразин
  11. Диазины, пиридазины, пиримидины и пиразины: реакции и методы синтеза
  12. Общая характеристика реакционной способности пирролов, тиофенов и фуранов
  13. Пирролы: реакции и методы синтеза
  14. Тиофены: реакции и методы синтеза
  15. Фураны: реакции и методы синтеза
  16. Общая характеристика реакционной способности индолов бнезо[b]тиофинов, бензо[b]фуранов, изоиндолов, бензо[c]тиофенов и изобензофуранов
  17. Индолы: реакции и методы синтеза
  18. Бензо[b]тиофены и бензо[b]фураны: реакции и методы синтеза
  19. Изоиндолы, бензо[c]тиофены и изобензофураны: реакции и методы синтеза
  20. Общая характеристика реакционной способности 1,3 и 1,2-азолов
  21. 1,3-азолы — имидазолы, тиазолы и оксазолы: реакции и методы синтеза
  22. 1,2-азолы-пиразолы, изотиазолы и изоксазолы: реакции и методы синтеза
  23. Бензаннелированные азолы: реакции и методы синтеза
  24. Пурины: реакции и методы синтеза
  25. Гетероциклы, содержащие узловой атом азота
  26. Гетероциклы, содержащие более двух гетероатомов
  27. Насыщенные и частично ненасыщенные гетероциклические соединения: реакции и методы синтеза
  28. Гетероциклы в действии

Радикальная полимеризация / Рассмотрено современное состояние проблемы радикальной полимеризации виниловых мономеров и радикальных реакций при получении полимерных композиций. Большое внимание уделено особенностям полимеризации, инициированной полифункциональными инициаторами, кинетике на глубоких стадиях превращения, технологРадикальная полимеризация
Рассмотрено современное состояние проблемы радикальной полимеризации виниловых ...
Сборник примеров и задач по технологии переработки полимеров / В пособии приводятся примеры и задачи основных процессов переработки: смешения, таблетирования и прессования, литья под давлением, экструзии, пневматического формования, вальцевания, каландрования, производства изделий из слоистых и стеклонаполненных пластиков, напыления и сварки. Учебное пособие прСборник примеров и задач по технологии переработки полимеров
В пособии приводятся примеры и задачи основных процессов переработки: смешения, ...
Популярная библиотека химических элементов (комплект из 2 книг) / «Популярная библиотека химических элементов» содержит сведения обо всех элементах, известных человечеству. Сегодня их 107, причём некоторые получены искусственно. Как неодинаковы свойства каждого из «кирпичей мироздания», так же неодинаковы их истории и судьбы. Одни элементы, такие, как медь, железоПопулярная библиотека химических элементов (комплект из 2 книг)
«Популярная библиотека химических элементов» содержит сведения обо всех ...
Становление химии как науки / Предлагаемая книга «Всеобщей истории химии» посвящена развитию химии в XVII-XIX веках. В ней подробно рассмотрен процесс становления химии как науки. Дан анализ атомно-корпускулярных представлений учёных XVII в., рассмотрены история флогистонной теории, развитие аналитической химии, становление и раСтановление химии как науки
Предлагаемая книга «Всеобщей истории химии» посвящена развитию химии в XVII-XIX ...