Pirrol

pirrol
Tábornok
Chem. képlet	C4H5N _ _ _ _
Fizikai tulajdonságok
Moláris tömeg	67,09 g/ mol
Sűrűség	0,967 g/cm³
Felületi feszültség	38,71 mN/m [3] , 37,06 mN/m [3] és 34,31 mN /m [3]
Dinamikus viszkozitás	2,08 mPa s [4] , 1,225 mPa s [4] , 0,828 mPa s [4] és 0,612 mPa s [4]
Termikus tulajdonságok
Hőfok
•  olvadás	-23°C
•  forralás	130 °C
•  villog	39 °C [1] [2]
Gőznyomás	1,1 kPa [1] [2]
Kémiai tulajdonságok
Sav disszociációs állandó	−3,8 [5]
Optikai tulajdonságok
Törésmutató	1,5085 [6]
Szerkezet
Dipólmomentum	1,767 ± 0,001 D [7]
Osztályozás
Reg. CAS szám	109-97-7
PubChem	8027
Reg. EINECS szám	203-724-7
MOSOLYOK	C1=CC=CN1
InChI	InChI=1S/C4H5N/c1-2-4-5-3-1/h1-5HKAESVJOAVNADME-UHFFFAOYSA-N
RTECS	UX9275000
CHEBI	19203
ChemSpider	7736
Biztonság
NFPA 704	2 2 0
Az adatok standard körülményeken (25 °C, 100 kPa) alapulnak, hacsak nincs másképp jelezve.
Médiafájlok a Wikimedia Commons oldalon

A pirrol egy aromás öttagú nitrogéntartalmú heterociklus , gyenge savas tulajdonságokkal. Csontolajban (amelyet csontok száraz desztillációjával nyernek ), valamint kőszénkátrányban található . A pirrolgyűrűk a porfirinek – a növényi klorofill , a hemoglobinok és a citokrómok hemje , valamint számos más biológiailag fontos vegyület – részét képezik.

Szerkezet és tulajdonságok

A pirrol színtelen folyadék , szagában kloroformra emlékeztet , és levegőn állás közben lassan sötétedik. Enyhén higroszkópos, vízben kevéssé oldódik, és a legtöbb szerves oldószerben jól oldódik. A pirrol szerkezetét 1870-ben a Bayer javasolta, krómsavval maleimiddé történő oxidációján és a szukcinimid cinkporral történő desztillációja során keletkező képződésén alapulva.

Savasság és fémezés

A pirrol egy gyenge NH-sav (pK a 17,5 vízben), és folyékony ammóniában vagy közömbös oldószerekben reagál alkálifémekkel és amidjaikkal az 1-es pozícióban deprotonálva és a megfelelő sókat képezve. A Grignard-reagensekkel végzett reakció hasonlóan megy végbe , amelyben N-magnéziumsók képződnek.

Az N-szubsztituált pirrolok reakcióba lépnek butil- és fenil-lítiummal, és az α-helyzetbe fémesednek.

Elektrofil szubsztitúció

A pirrol egy elektronokkal dúsított aromás rendszer (π-felesleg heterociklus), amelyben az elektronok aromás szextettje öt gyűrűatomon oszlik el. Ennek eredményeként erős nukleofil tulajdonságokat mutat: elektrofil szubsztitúciós reakciók jellemzik, amelyek túlnyomórészt az α-helyzetekben fordulnak elő. A pirrol érzékeny az erős savakra: protonálódása az aromásság elvesztéséhez vezet, a keletkező protonált kation megtámadja a semleges pirrolmolekulákat, ami polimerizációhoz vezet, gyantaszerű, vörösre (ún. pirrolvörösre) színezett termékek képződésével.

A pirrol savakkal szembeni érzékenysége miatt a nitrálást és a szulfonálást semleges anyagokkal - acetil-nitráttal (többnyire 2-nitropirrol képződik 3-nitro-származék keverékével) és kénsav-anhidrid - piridin komplexszel (2-pirrolszulfonsav) alakult).

A pirrol enyhe körülmények között halogéneződik, tertrahalopirrolok keletkeznek, és diazóniumsókkal azo-kapcsolási reakcióba lép , enyhén savas és semleges közegben 2-azo-származékokat, lúgos közegben pedig bisz-2,5-diazo-származékokat képez.

A szubsztituálatlan pirrol szénelektrofilekkel reagál, és szubsztitúciós termékeket képez.

így a pirrol ecetsavanhidriddel 100 °C-on acilezésre kerül, így 2-acetil- és 2,5-diacetil-pirrolok keveréke keletkezik; formilezve a 2. pozícióban Vilsmeyer-Haack ( dimetil -formamid és POCl3 ) és Reimer-Thiemann ( kloroform és NaOH ) ; a Mannich-reakcióban ( formaldehid és dialkil -aminok ) 2-dialkil-amino-pirrolok keletkeznek; karbonil- vagy nitril-aktivált alkénekkel ( akrilátok , maleinsavanhidrid , akrilnitril ) Michael-addíciós módon reagál, az α-helyzetekben alkilezési termékeket képezve.

Aktivált alkil-halogenidekkel (allil- és benzil-halogenidekkel) gyenge bázisok jelenlétében a pirrol α-helyzetben alkileződik, metil-jodiddal zord körülmények között, 100-150 °C - szintén a 3. és 4. pozícióban. a pirrol teljes jódozásának reakciója is.

A pirrol olyan erős nukleofil, hogy még olyan gyenge elektrofil vegyülettel is reakcióba lép, mint a CO 2 , és ammónium-karbonát vizes oldatával nyomás alatti hevítéssel karboxilezik, így a pirrol-2-karbonsav ammóniumsója keletkezik.

Szintézis módszerek

A szubsztituált pirrolokat Paal-Knorr szerint szintetizálják 1,4-diketonok ammóniával vagy primer aminokkal való reakciójával [8] .

Történelmileg a pirrol legjelentősebb laboratóriumi szintézise a nyálkasav ammóniumsójának pirolízise (a galaktóz oxidációjával könnyen előállítható ), ez a szintézis a Paal–Knorr szintézis egy változata [9] :

Jegyzetek

1. ↑ 1 2 CRC Handbook of Chemistry and Physics  (angol) / W. M. Haynes - 97 - Boca Raton : 2016. - P. 15-19. — ISBN 978-1-4987-5428-6
2. ↑ 1 2 CRC Handbook of Chemistry and Physics  (angol) / W. M. Haynes - 97 - Boca Raton : 2016. - P. 16-29. — ISBN 978-1-4987-5428-6
3. ↑ 1 2 3 CRC Handbook of Chemistry and Physics  (angol) / W. M. Haynes - 97 - Boca Raton : 2016. - P. 6-193. — ISBN 978-1-4987-5428-6
4. ↑ 1 2 3 4 CRC Handbook of Chemistry and Physics  (angol) / W. M. Haynes - 97 - Boca Raton : 2016. - P. 6-246. — ISBN 978-1-4987-5428-6
5. ↑ CRC Handbook of Chemistry and Physics  (angol) / W. M. Haynes - 97 - Boca Raton : 2016. - P. 5-96. — ISBN 978-1-4987-5428-6
6. ↑ CRC Handbook of Chemistry and Physics  (angol) / W. M. Haynes - 97 - Boca Raton : 2016. - P. 3-478. — ISBN 978-1-4987-5428-6
7. ↑ CRC Handbook of Chemistry and Physics  (angol) / W. M. Haynes - 97 - Boca Raton : 2016. - P. 9-65. — ISBN 978-1-4987-5428-6
8. ↑ Paal—Knorr Pyrrol Synthesis (a link nem érhető el) . Archiválva az eredetiből 2008. február 7-én. (határozatlan) 
9. ↑ McElvain SM, Bolliger KM Pyrrole // Szerves szintézisek. - 1929. - 1. évf. 9. - P. 78. - doi : 10.15227/orgsyn.009.0078 .

Irodalom

Elderfield R. (szerk.) Heterociklikus vegyületek // M. - GISIL 1953 1. kötet ss. 219-269

Szótárak és enciklopédiák	Nagy katalán nagy kínai Nagy norvég Britannica (online)
Bibliográfiai katalógusokban	GND : 4176520-5 J9U : 987007551080305171 LCCN : sh85109365 NDL : 00569118