Đang tải... (xem toàn văn)
C¸c dÞ vßng th¬m 5 c¹nh mét dÞ tè thÓ hiÖn nh÷ng tÝnh chÊt cña hydrocarbon th¬m nh − ph¶n øng thÕ ¸i ®iÖn tö: ph¶n øng nitro hãa, ph¶n øng sulfon hãa, ph¶n øng halogen hãa, ph¶n øng a[r]
(1)Chơng 31
HợP CHấT Dị VòNG CạNH Dị Tố
Mục tiêu
1 Giải thích đợc cấu tạo furan, pyrrol thiophen 2 Trình bày đợc tính chất hãa häc cđa chóng
Furan, pyrol, thiophen dị vòng đơn giản hợp chất dị vòng cạnh dị tố
Các dị vòng cạnh dị tố nh− dien liên hợp Furan nh− ether vòng, pyrrol nh− amin vòng thiophen nh− sulfid vòng Nh−ng hợp chất đầy đủ tính chất ether, amin, sulfur Ví dụ: điều kiện th−ờng thiophen khơng bị oxy hóa (phản ứng đặc tr−ng sulfur), pyrrol khơng có tính base nh− amin
Cặp điện tử tự dị tố với điện tử p nguyên tử carbon xen phủ với tạo hệ thống liên hợp có tính thơm nên làm tính chất ether, amin sulfid
Các dị vòng thơm cạnh dị tố thể tính chất hydrocarbon thơm nh− phản ứng điện tử: phản ứng nitro hóa, phản ứng sulfon hóa, phản ứng halogen hóa, phản ứng acyl hóa theo Friedel -Crafts tham gia phản ứng Reimer -Tieman, phản ứng ng−ng tụvới muối diazoni Phản ứng điện tử hợp chất dị vòng thơm cạnh dị tố xảy theo định h−ớng nh− sau:
S N
H Thiophen
Pyrrol O
Furan
X
+ E+
X E
X
+ E+
X E
2
2
3
- H+ hoặc - H+
Nếu tác nhân điện tử E+
tơng tác vào vị trí tạo thµnh carbocation cã thĨ cã lµ I vµ II Nếu tác nhân E+ t
(2)3 + E+
X
V IV
III
II I
1
+ +
X E H
+ +
+
X E H X
E H X
E H
X E H
Có lượng thấp
Thực tế tác nhân điện tử tơng tác vào vị trí carbocation bền vững (vì có trạng thái carbocation) Vậy điện tử vào dị vòng thơm cạnh u tiên xảy vị trí (vị trí ) Mỗi dị vòng thơm cạnh có điều kiện khác phản ứng điện tử Khả phản ứng điện tử xếp theo thø tù:
Pyrrol > Furan > Thiophen > Benzen
1.Nhóm Furan
Đánh số: Số dị tố oxy.Vị trí gọi là, vị trí lµ β
O1
5
β, β
α α, .
.
1.1 Tổng hợp nhân furan
1.1.1.Dehydrat hóa hỵp chÊt 1,4-dicarbonyl
O
R R'
C C HO HO
R R'
C C
O O
R R'
+ H2O +
1.1.2.Ng−ng tơ α -halogenoceton víi ester cđa β-ceton acid
O
R COOC2H5
R C
COOC2H5
R O C
Cl
R O
+
+ H2O + HCl
1.2 TÝnh chÊt hãa häc
Furan có tính thơm yếu, thể tính chất dien -1,3, có khuynh h−ớng tham gia phản ứng cộng hợp Trong môi tr−ờng H2SO4 đặc furan bị polymer hóa
(3)(H+) H2O .
.
C C
O O
R R'
O R
Furan bị hydro hóa có xúc tác tạo tetrahydrofuran
Tetrahydrofuran Furan
xúc tác
+ 2H2 .
.
O O . .
Furan tham gia cộng hợp dien (Phản ứng Diels -Alder)
+ O
C O C O
O C
O C O
O O
∆
− Furan chØ tham gia ph¶n øng điện tử điều kiện nhẹ nhàng Furan bị halogen hóa tạo 2-clorofuran 2,5-diclorofuran; nitro hãa hay sulfon hãa
2-Clorofuran
to= -40oC + HCl
+ Cl2 .
.
O .O . Cl
O . . NO2
+ CH3COONO2 + CH3COOH
O . .
2-Nitrofuran + Pyridin SO3
O SO3H .
. + Pyridin O . .
Acid 2-furansulfonic
2-Acetylfuran
O + ( CH 3CO)2O O COCH3
(C2H5)2 O : BF3
+ CH3COOH 0oC
Furan dễ dàng tạo hợp chất thủy ngân theo phản ứng sau:
O HgCl
O . . + HgCl2 + HCl
(4)1.3 C¸c dÉn xt quan träng cđa furan
1.3.1 Furfural: Furan-2-aldehyd
5
1 . .
O CHO
Furfural
Điều chế:
Furfural đợc trích ly từ lõi ngô trấu phơng pháp cất lôi nớc Trong ngô, trấu, cám có pentozan
O CHO
(C5H8O4) n
CHO (CHOH)3
CH2OH - 3H2O
Pentozan Pentose Furfural
H2O , H+
Hãa tÝnh: Furfural cã tÝnh chÊt gièng nh− furan
− Có thể nitro hố furfural hỗn hợp acid HNO3 H2SO4 đậm đặc
có anhydrid acetic làm dung mơi nhiệt độ thấp (-20°C) Phản ứng vị trí
5
O CHO
O2N
1
5 + HNO H2SO4
Anhydrid acetic
-20oC
+ H2O 5-Nitrofurfural
O CHO
− Furfural cã tÝnh chÊt cđa mét aldehyd th¬m, tham gia phản ứng Cannizaro tạo acid alcol
2
O COOH KOH (ññ)
+
O CHO O CH2OH
− Furfural t¸c dơng víi anilin có mặt acid HCl, vòng furan bị phá vỡ tạo hợp chất có màu (phản ứng Dieckmann 1905) ứng với công thức cấu tạo sau:
.
. +
.
+ C6H5NH2
C6H5NH2.HCl -H2O
O CHO O
CHO C6H5NH2 : .
+ C6H5NH HNC6H5
(5)Hợp chất 5-nitrofurfural ngng tụ với chất semicarbazid, thiosemicarbazid tạo thành chất semicarbazon thiosemicarbazon 2-nitrofurfural cã t¸c dơng kh¸ng nÊm
N HN C NH2
O (S)
O CH
O2N
H2N HN C NH2
O (S) .
. +
. .
O CHO
O2N + H2O
1.3.2 Benzofuran -Coumaron
4
7
5
2
. .
O
Coumaron đợc tổng hợp cách cho phenolat tác dụng với -halogenoceton loại nớc
O R ONa
O C O
R O
C Cl
R +
- H2O - NaCl
1.3.3 Mét số dợc chất có nhân furan Nitrofuran:
O
O2N CH N N N
O R O
O
O2N CH N R
Kh¸ng khuÈn ®−êng tiĨu tiƯn Kh¸ng khn ®−êng rt
Acid ascorbic (Vitamin C):
O
CH O
OH HO
OH
HOCH2
2 Nhãm pyrrol
β, β
α α, .
N H
(6)Pyrrol có công thức giới h¹n:
N H
N H
H - + N
H H
+ - N
H H
+
-N H
H
2.1.Tổng hợp vòng pyrrol
2.1.1 Phơng pháp Knorr 1885
Cho amoniac, amin bậc hydrazin tác dụng với hợp chất 1,4-dicarbonyl
N
R R'
R C
C
HO HO
R R'
C C
O O
R R'
+ H2O +
N R
H H
2.1.2 Đi từ acetylen aldehyd formic sau tác dụng với amoniac
HC CH + 2HCHO Cu2C2 HOCH2 C C CH2OH
1,4-Butyndiol
NH3 áp suất
N H
2.2.TÝnh chÊt hãa häc
2.2.1.TÝnh acid -base
− Pyrrol lµ mét base rÊt yếu (Kb= 10 -14
) Pyrrol lại acid u (pKa ≈ 15)
Trong tr−êng hỵp ë vị trí có nguyên tử H, pyrrol tạo muối kali magnesi theo phản ứng sau:
.
. N
H
N
N . . .
MgBr KOH
RMgBr
H2O
RH + + +
+
K
− Pyrrolat kali t¸c dơng với CO2 tạo muối kali pyrrol -2-carboxylat (giống
phản øng Kolbe -Shmidt)
. N K
+ C O .
N
(7)Pyrolat tác dụng với acylclorid với anhydrid acid tạo thành 1-acylpyrrol .
N K
+ RCOCl .
N
nhiệt độ
R-C=O
N H
C R O .
1-Acylpyrolở nhiệt độ cao chuyển vị thành α-acylpyrol
Pyrolat kali tác dụng với diclorocarben (từ cloroform etylatnatri) tạọ thành 3-cloropyridin
2.2.2.Phản ứng điện tư
− Clor ho¸ pyrol b»ng SO2Cl2 ë 20C tạo thành 2-cloropyrol
2,5-dicloropyrol Brom hóa pyrol N -bromosuccinimid thu đợc 2-bromofpyrol Nitro hoá pyrol hỗn hợp HNO3và anhydrid acetic thu
đợc 2-nitropyrol Sulfon hóa pyrol SO3 pyridin thu đợc acid
pyrol -2-sulfonic
− Pyrol t¸c dơng víi N,N-dimetylformamid POCl3 thu đợc pyrol -2-aldehyd
. N H
POCl3 + H C N CH3
CH3 O
. N H
CHO H N CH3
CH3 +
Pyrol-2-aldehyd cịng cã thĨ thu đợc phản ứng Reimer -Tieman:
+ KCl + 2H2O N
H
CHO .
+ CHCl3 + 3KOH N
H .
− Gièng anilin, pyrol ng−ng tơ víi mi diazoni tạo hợp chất azo
2-phenylazopyrol
+ HCl N
H
N N C6H5
+ [C6H5N N]+Cl
- N H
2.2.3 Ph¶n ứng cộng hợp: Pyrol dễ tham gia phản ứng cộng hỵp
. N H
. N H + 2[H]
Pyrol 3-pyrolin pyrolidin
. N H
+ 2[H]
(8)2.3 ứng dụng
Pyrol thành phần tạo thµnh khung clorophyl vµ Pheophorbid
Pheophorbid a Clorophyl a N N N N H CH3 CH3
C2H5
CH CH2
CH3
COOC20H29
CH2 CH2 H H CH3 O H COOCH3 H N N N N CH3 CH3 C2H5
CH CH2
CH3
COOC20H29 CH2 CH2 H H CH3 O H COOCH3 Mg
C¸c alcaloid thuéc nhãm pyrolidin: Hygrin, Cuscohygrin, Stachydrin, Gramin
N CH3
CH2 CO N
CH3
CH2 CO CH3
( ) Hygrin
+-N CH3 CH2
Cuscohygrin
N (CH3)2
COO
+
-Stachydrin
N CH2 N(CH3)2 H
Gramin
2.4 Benzopyrol (Indol)
4 . N H
Vßng Indol cã thể đợc tổng hợp cách đun nóng phenylhydrazon với ZnCl2, H2SO4 hc acid polyphosphoric
N R R H N N R R H N N R R H H R R
NHN HN
NH2 R
R - NH3
(9)3-(Dimethylaminomethyl)indol Indol-3-aldehyd
N H
N
CH2N(CH3)2
H N CHO
H
Các hợp chất có chứa khung Indol
Acid indol-3-acetic cã t¸c dơng kÝch thÝch sù ph¸t triĨn cđa thùc vËt
Acid -3-Indol acetic N H
CH2COOH
Mét sè acid amin cã chøa khung Indol:
N
CH2CH2N(CH3)2
H HO
N
CH2CH2NH2
H HO
Tryptophan Serotonin Bufotonin
3
N
CH2CHCOOH
H NH2
3 Nhãm thiophen
1
β, β
α
, .
S 3.1 Tổng hợp nhân thiophen
(10)S
R R'
C C
HO HO
R R'
C C
O O
R R'
+ P2O5 P2S5
+
+ HCl
+
H2O S
R
COOC2H5 Cl
H R
O
HS COOC2H5
3.2 TÝnh chÊt hãa học
3.2.1 Phản ứng điện tử
Gièng nh− furan, thiophen cã hƯ thèng liªn hợp Thiophen có tính thơm mạnh furan pyrol Thiophen tham gia phản ứng điện tử
Brom hóa thiophen N -bromosuccinimid thu đ−ợc 2-bromothiophen Nitro hóa thiophen thu đ−ợc 2-nitrothiophen Sulfon hóa thiophen H2SO4 đặc thu đ−ợc acid thiophen -2-sulfonic Thiophen bị formyl acyl hóa
S
AlCl3
AlCl3
+ Pyridin
+ HCl SO3.Pyridin
Thiophen-2-aldehyd Acid-2-thiophensulfonic
2-Acylthiophen 2-Nitrothiophen 2-Bromothiophen N-Bromosuccinimid
S CHO
S COR
S SO3H
+ H2O S NO2
C CH2 CH2 C N H
O
O
S Br +
HNO3
RCOCl
CO+HCl Anhydrid acetic
3.2.2 Ph¶n øng céng Víi Hydro cã xóc t¸c
S S
S
H2 Ni
2-Thiolen 3-Thiolen Thiophen
+
Thiolan H2
(11)Oxy hãa tetrahydrothiophen (thiolan) t¹o tetramethylensulfon (sulfolan) đợc sử dụng làm dung môi
Tetramethylensulfon (sulfolan) S
O O
2 [O]
Thiolan S
3.3 Benzo[b]thiophen - Thianaphthen - Thionaphthen
4
7
5
2 1S
Benzo[b] thiophen có tính chất giống naphthalen Có mùi Nhiệt độ nóng chảy 32°C, sơi 221°C
3-Hydroxythianaphthen th−ờng đ−ợc gọi Thioindoxyl Thioindoxyl có đồng phân hỗ biến
4
7
2
C S
O
Thioindoxyl
C S
OH
Thioindoxyl ng−ng tơ víi aldehyd ceton tạo hợp chất có màu
4
7
2
C S
O
Thioindoxyl
C C
S CH
O
R + H2O + OHC-R
Thiophen, Furan vµ Pyrrol cã thĨ chun hãa lÉn qua phản ứng sau:
NH3 H2S H2O
+
+ +
NH3
+ +H2O
H2S
+ O1
2 b, b
a a, .
.
.
a, a
b b,
5
4
2 N H
1 b, b
a a, .
(12)Bµi tËp
1- ViÕt công thức cấu tạo gọi tên sản phẩm tạo thành phản ứng sau: a- Thiophen + H2SO4 ®® →
b- Thiophen + Anhydrid acetic, ZnCl2 →
c- Thiophen + Acetylclorid, TiCl4 →
d- Thiophen + Acid nitric ®® acid acetic → A e- A + Sn+ HCl →
g- Thiophen + Br2 → B
h- B + Mg (ether) Sản phẩm + CO2 tác dụng víi H +
i- Pyrrol + SO3 / Pyridin →
k- Pyrrol + HO3S-C6H4N2+→ C
l- C + SnCl2 / HCl →
m- Pyrrol + H2 ( Ni) → C4H9N
n- Furfural + Aceton (base)
2- Furan dẫn xuất dễ dàng tác dụng với H + Viết công thức cấu tạo sản phẩm tạo thành: 2,5-Dimetylfuran + H2SO4 lo·ng → A (C6H10O2)
A + Na2O → Acid succinic
3-HÃy viết phơng trình phản ứng điều chế: a - Acid furylacrylic tõ furfural
(13)Chơng 32
HợP CHấT Dị VòNG CạNH Dị Tố Dị Tố Là NITơ HOặC OXY
Mục tiêu
1 Nêu đợc cấu tạo tính chất thơm dị vòng cạnh 2 Nêu đợc hóa tính pyridin
1 Pyridin
1.1 CÊu t¹o cđa pyridin
Pyridin t−¬ng tù víi benzen Nhãm CH cđa benzen đợc thay nguyên tử nitơ Cặp điện tử không liên kết N chiếm orbital sp2
thẳng góc với hệ thống điện tử vòng Hệ thống điện tử vòng đợc tạo thành điện tử p nguyên tử carbon điện tử p nitơ Có thể minh họa công thức pyridin theo c«ng thøc sau:
CÊu tróc orbital cđa pyridin
N H
H
H H
H .
. . .
. .
Cấu trúc orbitalcủa pyridin
N α
β γ β
α
54 3
N
. . .
. .
N
N
0,849 o,947
0,822 o,947 0,849
N sp2
sp2 sp2 sp2 sp2
Khác với benzen mật độ điện tử nguyên tử carbon pyridin khác Nguyên tử N có độ âm điện lớn nên phân tử pyridin có phân cực Momen l−ỡng cực pyridin 2,5 D.Pyridin có cơng thức giới hạn sau:
N +
N + N
+
N N
N 0,849
0,947 0,822
0,947 0,849
(14)
Đánh số ký hiệu nguyên tử vßng pyridin:
α
β β
N α
γ
5
3
N
1.2 Tổng hợp vòng Pyridin
Pyridin có nhựa than đá (khoảng 0,1%) Khi ch−ng cất nhựa than đá thu đ−ợc hỗn hợp gồm pyridin, metylpyridin (picolin), dimetylpyridin (lutidin) trimetylpyridin (colidin) Vòng pyridin đ−ợc tổng hợp theo ph−ơng pháp:
1.2.1 Ng−ng tơ hỵp chÊt α,β-aldehyd ch−a no víi amoniac
N
CH3 - 2H2O
2 CH2=CH-CHO + NH3
1.2.2 Ng−ng tơ β-cetoester víi aldehyd amoniac - Tổng hợp Hantzsch
N R
R R
N
COOH HOOC
R R
R
+ H2O - 2C2H5OH N
COOC2H5 C2H5OOC
R R
R
- 2[ H ] N
COOC2H5
H C2H5OOC
H R
R R
NH3 R CHO C C2H5OOC
R O C
COOC2H5
R O
+
- 3H2O
H+
- 2CO2
Với phơng pháp tổng hợp đợc alkylpyridin
1.3 TÝnh chÊt hãa häc cña pyridin
Pyridin có hệ thống liên hợp giống benzen nên thể tính chất hydrocarbon thơm
Pyridin có tính base
Pyridin chất lỏng không màu, rÊt bỊn, s«i ë 115 - 116O
C, có mựi hụi c trng
1.3.1 Phản ứng ®iƯn tư
Pyridin t¸c dơng u víi c¸c tác nhân điện tử so với benzen
(15)Nếu tác nhân điện tử công vào vị trí vị trí ion carbonium tổ hợp công thức I, II, III
Nếu tác nhân điện tử công vào vị trí ion carbonium tổ hợp công thức IV, V, VI
N
N H
H E
N E H H
N H E H
N H E
+
+ +
I II III
N E H
H N
E H H +
+ +
IV V VI
+ E+
4
1
Tất trạng thái bền so với trạng thái benzen, ngun tử nitơ N hút điện tử phía Trong trạng thái trạng thái IIIkém bền ngun tử nitơ N có điện tử Phản ứng điện tử xảy vị trí (vị trí β) chủ yếu phản ứng xảy chậm phản ứng benzen
− Ph¶n øng nitro hãa trực tiếp HNO3 H2SO4 KNO3 300C
thu đợc 3-nitropyridin với hiệu suất thấp (vài phần trăm)
Phản ứng sulfon hóa pyridin xảy với hỗn hợp H2SO4 + SO3 (oleum 20%)
ở nhiệt độ 230°C 24 thu đ−ợc acid pyridin - 3-sulfonic với hiệu suất cao
− Halogen hãa trùc tiÕp pyridin b»ng clo, brom hc iod, 300C thu đợc hỗn hợp 3-halogenopyridin 3,5-dihalogenopyridin
Pyridin không xảy phản ứng alkyl hóa, acyl hóa theo Friedel -Craft
Không xẩy phản øng +RX RCOX , AlCl3
+ H2O
N
HgOCOCH3 N
SO3H
N Br N
NO2
N
H2SO4 + KNO3 300oC H2SO4 + SO3
230oC Br2 300oC
(CH3COO)2Hg
+ CH3COOH + H2O
(16)1.3.2 Ph¶n øng nhân
Cỏc tỏc nhõn ỏi nhõn t−ơng tác với pyridin vị trí 2, (vị trí α γ) Đun nóng natri amidid với pyridin dung môi toluen thu đ−ợc 2-aminopyridin 2,6-di2-aminopyridin Nếu vị trí 2, có nhóm phản ứng nhân xảy v trớ
n-Butyllithium phenyllithium tác nhân nhân mạnh tác dụng với pyridin thu đợc 2-n-butylpyridin 2-phenylpyridin
N
N HNH2
N
C4H9 H
- NaH
N NH2 N NHNa+ H2
Na+
-Li+ N
C4H9 - LiH
NaNH2 C4H9Li
2-aminopyridin
2-butylpyridin + NaH
∆
C¸c dÉn xt cđa pyridin dễ bị thay tác nhân ¸i nh©n
+ NH + HBr
2-Bromopyridin
180-200oC
N NH2
N Br
N Cl
+ CH3ONa
N OCH3
+ NaCl
4-Cloropyridin 4-metoxypyridin
∆
Ph¶n øng điện tử nhân vào pyridin rÊt gièng ph¶n øng thÕ cđa nitrobenzen TÝnh chÊt cđa pyridin gần giống tính chất nitrobenzen Vị trí nitrobenzen có tính điện tử, vị trí có tính nhân tơng tự với pyridin
N
2
1 O N O
3
1
4
+
N H
3
2
1.3.3 Phản ứng oxy hoá
Vòng pyridin không bị oxy hoá dung dịch brom dung dÞch KMnO4 lo·ng
(17)-Picolin
α
2-Methylpyridin
Acid Picoli bo
c Pyridin-2-Car xylic CH3
N N COOH
3[ O ]
+ H2O
-Picolin
β
3-Methylpyridin
Acid Nicotinic Pyridin-3-Carboxylic CH3
N N
COOH
3[ O ] + H 2O
CH3
N N
COOH
3[ O ] + H 2O
-Picolin
γ
4-Methylpyridin
Acid Izonicotinic Pyridin-4-Carboxylic 1.3.4 Ph¶n øng khư
Ph¶n øng hydro hãa cã xóc t¸c
N
+ 3H2
Pt
N H
piperidin
Kb = 2,3 10-9 Kb = 10-3
Cã thể khử hoá pyridin hỗn hợp alcol natri
C2H5OH + Na C2H5OH + Na
N H N
H N
H
C2H5OH + Na
1,4-Dihydropyridin 1,2,3,4-Tetrahydropyridin piperidin pyridin
N
Pyridin bÞ khư bëi lithium nhôm hydrid LiAlH4 tạo 1,2-dihydropyridin
N NH
1,2-dihydropyridin + LiAlH4
1.3.5 TÝnh base cña pyridin
Pyridin lµ mét base yÕu ( Kb= 2,3.10-9)
(18)Nhãm thÕ H 2-NH2 3-NH2 4-NH2 2-OCH3 4-OCH3 4-NO2 2-CN 4-CN
pKa 5,23 6,86 5,98 9,17 3,28 6,62 1,61 -0,26 1,90
Nhãm vị trí làm tăng tính base nit¬ N cđa pyridin
4-Dimethylaminopyridin bị proton hóa vào nguyên tử N pyridin cation đ−ợc ổn định
N N CH3 CH3
N N CH3 CH3
H N
N CH3 CH3
H H+
+
+
4- Dimethylaminopyridin 4- Dimethylaminopyridin bị proton hóa Trạng thái ổn định
4-Dimetylaminopyridin base đợc sử dụng nh xúc tác phản ứng có cấu trúc lập thể
Pyridin tạo muối tan nớc với acid m¹nh
N
Clohydratpyridin ; + Cl -+ HCl
N H
N N
H
2 + H2SO4 + SO42
-Sulfat pyridin
Pyridin nh− lµ mét amin bậc ba có khả tạo muối alkylhalogenid bậc
- N-methylpyridini iodid - Methylatpyridin iodid
N + CH3I N+ I
-CH3
C¸c muèi alkyl halogenid pyridin dung dịch base có cân tạo sản phẩm dễ bị oxy hóa kaliferocyanid K3Fe(CN)6 t¹o 1-alkyl-2-pyridon
N R +
X
-HO
-N R
H OH
K3Fe(CN)6
N C
R O 1-alkyl-2-pyridon Nguyªn tư N pyridin có khả tạo liên kết oxyd N O
N
+ RCOOH + RCOOOH
(19)N-oxyd pyridin chất trung gian để tổng hợp hóa chức khác gắn vịng pyridin Các dẫn xuất thu đ−ợc có tính chất t−ơng tự dẫn xuất benzen
N O
- 3H2O - HNO2
HCl - POCl3
2[ H ] ( Fe , H+) PCl3
- 3H2O 8[ H ] ( Ni )
- H2O HNO3
N O NO2
N NH2
N NO2
N O Cl
N Cl
Chøc amin aminopyridin có khả bị diazo hóa
0 _ 5oC HCl + NaNO2
Cl
+ N N N
NH2
N
Chức phenol có tợng hỗ biến
N OH N O
H
1.4 Mét sè hỵp chất chứa dị vòng pyridin
1.4.1 Picolin
Nhóm CH3 gắn trực tiếp với vòng pyridin gọi picolin Liên kết C -H
nhúm CH3 trở nên linh động có ảnh h−ởng siêu liên hợp hút điện tử
nguyªn tư N Các picolin có tính acid mạnh toluen tác dụng với hợp chất có chức aldehyd theo kiĨu ph¶n øng ng−ng tơ aldol
N C
H H H ảnh hởng siêu liên hợp
,-H2O
+
-2CH3COOH (CH3COO)2O O = CH-C6H5
N CH3
N
(20)N CH3 + C4H9Li N CH2Li + C4H10
Nhãm CH3 rÊt dễ bị oxy hóa tạo acid pyridin carboxylic Các amid vµ
hydrazid cđa acid picolin carboxylic cã nhiỊu øng dơng d−ỵc phÈm nh− Vitamin PP, Rimifon
N
C N (CH3 )2 O
Vitamin PP
Dimetylnicotinamid
N C
O NH NH2
Izonicotinhydrazid
Izoniazid , Rimifon , Tubazid
1.4.2 Quinolin: Benzo[b]pyridin
Quinolin C9H7N chứa nhân benzen nhân pyridin cã c«ng thøc nh− sau:
N b
a
3
7
8
7
8 N
Quinolin có nhựa than đá Tính chất quinolin gần với tính chất naphthalen pyridin
a Tỉng hỵp quinolin
ã Tổng hợp Skraup (1880):
Amin thm bc tác dụng với glycerin, acid sulfuric đậm đặc, nitrobenzen sulfat sắt (II)
NH2 + C6H5NO2 CH2OH
CHOH CH2OH
H2SO4 , FeSO4 +
N + C6H5NH2 + H2O ã Cơ chế:
Di tác dụng H2SO4 nhiệt độ, glycerin bị loại n−ớc tạo aldehyd
acrylic
H2SO4 ,∆
+ H2O
CH2OH CHOH CH2OH CH2 CH CHO