Pyrrol

pyrrol
Allmän
Chem. formel	C4H5N _ _ _ _
Fysikaliska egenskaper
Molar massa	67,09 g/ mol
Densitet	0,967 g/cm³
Ytspänning	38,71 mN/m [3] , 37,06 mN/m [3] och 34,31 mN/m [3]
Dynamisk viskositet	2,08 mPa s [4] , 1,225 mPa s [4] , 0,828 mPa s [4] och 0,612 mPa s [4]
Termiska egenskaper
Temperatur
•  smältning	-23°C
•  kokande	130°C
•  blinkar	39 °C [1] [2]
Ångtryck	1,1 kPa [1] [2]
Kemiska egenskaper
Syradissociationskonstant	−3,8 [5]
Optiska egenskaper
Brytningsindex	1,5085 [6]
Strukturera
Dipolmoment	1,767 ± 0,001 D [7]
Klassificering
Reg. CAS-nummer	109-97-7
PubChem	8027
Reg. EINECS-nummer	203-724-7
LEDER	C1=CC=CN1
InChI	InChI=1S/C4H5N/c1-2-4-5-3-1/h1-5HKAESVJOAVNADME-UHFFFAOYSA-N
RTECS	UX9275000
CHEBI	19203
ChemSpider	7736
Säkerhet
NFPA 704	2 2 0
Data baseras på standardförhållanden (25 °C, 100 kPa) om inget annat anges.
Mediafiler på Wikimedia Commons

Pyrrol är en aromatisk femledad kvävehaltig heterocykel med svaga sura egenskaper. Ingår i benolja (som erhålls genom torrdestillation av ben), samt i stenkolstjära . Pyrrolringar är en del av porfyriner - växtklorofyll , hem av hemoglobiner och cytokromer , och ett antal andra biologiskt viktiga föreningar.

Struktur och egenskaper

Pyrrol är en färglös vätska som liknar kloroform i lukten , som sakta mörknar när den står i luften. Det är något hygroskopiskt, något lösligt i vatten och mycket lösligt i de flesta organiska lösningsmedel. Strukturen av pyrrol föreslogs 1870 av Bayer, baserat på dess oxidation med kromsyra till maleimid och dess bildning under destillationen av succinimid med zinkdamm.

Surhet och metallisering

Pyrrol är en svag NH-syra (pK a 17,5 i vatten) och reagerar med alkalimetaller och deras amider i flytande ammoniak eller inerta lösningsmedel för att deprotonera vid position 1 och bilda motsvarande salter. Reaktionen med Grignard-reagens fortskrider på liknande sätt , där N-magnesiumsalter bildas.

N-substituerade pyrroler reagerar med butyl- och fenyllitium och metallerar till α-positionen.

Elektrofil substitution

Pyrrol är ett elektronberikat aromatiskt system (π-överskott av heterocykel) där den aromatiska sextetten av elektroner är fördelad över fem ringatomer. Som ett resultat uppvisar det starka nukleofila egenskaper: det kännetecknas av elektrofila substitutionsreaktioner som förekommer övervägande vid a-positioner. Pyrrol är känslig för starka syror: dess protonering leder till en förlust av aromaticitet, den resulterande protonerade katjonen angriper de neutrala pyrrolmolekylerna, vilket leder till polymerisation med bildning av hartsprodukter, färgade röda (så kallade pyrrolröda).

På grund av pyrrolens känslighet för syror utförs nitrering och sulfonering med neutrala medel - acetylnitrat (främst 2-nitropyrrol bildas med en blandning av ett 3-nitroderivat) och ett svavelsyraanhydrid - pyridinkomplex (2-pyrrolsulfonsyra) är formad).

Pyrrol halogeneras under milda förhållanden, bildar tertrahalopyrroler och går in i en azokopplingsreaktion med diazoniumsalter , bildar 2-azoderivat i ett lätt surt och neutralt medium, och bis-2,5-diazoderivat i ett alkaliskt medium.

Osubstituerad pyrrol reagerar med kolelektrofiler för att bilda substitutionsprodukter.

Således acyleras pyrrol med ättiksyraanhydrid vid 100 °C, vilket bildar en blandning av 2-acetyl- och 2,5-diacetylpyrroler; formylerad vid position 2 av Vilsmeyer-Haack ( dimetylformamid och POCI3 ) och Reimer-Thiemann ( kloroform och NaOH ); i Mannich-reaktionen ( formaldehyd och dialkylaminer ) bildar 2-dialkylaminopyrroler; reagerar med karbonyl- eller nitrilaktiverade alkener ( akrylater , maleinsyraanhydrid , akrylnitril ) på ett Michael-additionssätt och bildar alkyleringsprodukter vid a-positionerna.

Med aktiverade alkylhalider (allyl- och bensylhalogenider) i närvaro av svaga baser alkyleras pyrrol i α-positioner, med metyljodid under hårda förhållanden på 100-150 °C - även i positionerna 3 och 4. Dessutom finns det också en reaktion av fullständig jodering av pyrrol.

Pyrrol är en så stark nukleofil att den reagerar även med en så svag elektrofil som CO 2 och karboxyleras genom upphettning under tryck med en vattenlösning av ammoniumkarbonat för att bilda ammoniumsaltet av pyrrol-2-karboxylsyra.

Syntesmetoder

Substituerade pyrroler syntetiseras enligt Paal-Knorr genom reaktion av 1,4-diketoner med ammoniak eller primära aminer [8] .

Historiskt sett är den mest betydande laboratoriesyntesen av pyrrol pyrolysen av ammoniumsaltet av slemsyra (enkelt erhållet genom oxidation av galaktos ), denna syntes är en variant av Paal-Knorr-syntesen [9] :

Anteckningar

1. ↑ 1 2 CRC Handbook of Chemistry and Physics  (engelska) / 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  (engelska) / 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  (engelska) / 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  (engelska) / W. M. Haynes - 97 - Boca Raton : 2016. - P. 6-246. — ISBN 978-1-4987-5428-6
5. ↑ CRC Handbook of Chemistry and Physics  (engelska) / W. M. Haynes - 97 - Boca Raton : 2016. - P. 5-96. — ISBN 978-1-4987-5428-6
6. ↑ CRC Handbook of Chemistry and Physics  (engelska) / W. M. Haynes - 97 - Boca Raton : 2016. - P. 3-478. — ISBN 978-1-4987-5428-6
7. ↑ CRC Handbook of Chemistry and Physics  (engelska) / W. M. Haynes - 97 - Boca Raton : 2016. - P. 9-65. — ISBN 978-1-4987-5428-6
8. ↑ Paal—Knorr Pyrrole Synthesis (länk ej tillgänglig) . Arkiverad från originalet den 7 februari 2008. (obestämd) 
9. ↑ McElvain SM, Bolliger KM Pyrrole // Organic Syntheses. - 1929. - Vol. 9. - P. 78. - doi : 10.15227/orgsyn.009.0078 .

Litteratur

Elderfield R. (red.) Heterocykliska föreningar // M. - GISIL 1953 volym 1 ss. 219-269

Ordböcker och uppslagsverk	Stor katalanska stor kines Stor norsk Britannica (online)
I bibliografiska kataloger	GND : 4176520-5 J9U : 987007551080305171 LCCN : sh85109365 NDL : 00569118