004Федеральное агентство по образованию

ГОУ ВПО «Пермский государственный университет»

С.Н.Шуров

Химия гетероциклических соединений

ШЕСТИЧЛЕННЫЕ ГЕТРОЦИКЛЫ

С ОДНИМ ГЕТЕРОАТОМОМ:

ПИРИДИН, ХИНОЛИН, ИЗОХИНОЛИН

Учебное пособие для студентов химического факультета,

изучающих спецкурс

«Химия гетероциклических соединений»

Пермь 2008

УДК 547

ББК

Ш362

Шуров С.Н.

Ш362 АЗИНЫ: ШЕСТИЧЛЕННЫЕ ГЕТРОЦИКЛЫ С ОДНИМ ГЕТЕРО-АТОМОМ: ПИРИДИН, ХИНОЛИН, ИЗОХИНОЛИН: Учебное пособие для студентов химического факультета / Перм.ун-т.- Пермь, 2008. – 100 с.

ISBN

Пособие предназначено для студентов Пермского университета, изучающих спецкурс «Химия гетероциклических соединений». В пособии рассмотрены основные способы синтеза азинов: пиридина, хинолина и изохинолина, а также их строение, свойства и области применения.

Рецензенты

ISBN

Введение

Азинами называются шестичленные гетероциклические соединения, у которых в кольце находится хотя бы один атом азота. Шестичленные гетероциклы с двумя и большим количеством атомов азота называют диазинами, триазинами и т.д. Простейшим моноазином является пиридин. Азиновые циклы могут быть конденсированы с другими циклами, например с бензольным. Существует два бензопиридина – хинолин и изохинолин. В настоящем пособии рассматриваются простейшие моноазины – пиридин, хинолин и изохинолин.

пиридин хинолин изохинолин

Формальная замена группы СН в молекулах бензола или нафталина при переходе к азинам существенно меняет реакционную их способность по сравнению с карбоциклическими аналогами. Моноазины менее склонны к реакциям электрофильного замещения, но более восприимчивы к атакам нуклеофильных реагентов. Пиридин и бензопиридины присоединяют некоторые ре-агенты, причем продукты присоединения часто бывают настолько устойчивыми, что могут быть выделены.

П И Р И Д И Н

Сообщение о получении соединения, содержащего, как было позже показано, пиридиновый цикл, датируется 1846 г. Именно в этом году шотландский химик Т.Андерсон на заседании королевского химического общества в Эдинбурге сообщил о выделении из каменноугольной смолы нового химического вещества пиколина, изомерного анилину. Как показали его же дальней-шие исследования, полученный пиколин не был индивидуальным соединением, а представлял смесь пиридина и метилпиридинов, названных в последствии пиколинами. В 1851 г. Т.Андерсон выделил из костяного масла – продук-та сухой перегонки оленьего рога - достаточно чистый пиридин. Синтетически пиридин был получен в 1877 г. У.Рамсеем из ацетилена и синильной кислоты при 800-950°С.

На структурное родство пиридина и бензола обратили внимание В.Кер-нер (1869 г.) и независимо Дж. Дьюар (1871 г.). Структурную формулу пиридина (как азабензола) предложил в 1888 г. А.Ладенбург.

Номенклатура.

Нумерация атомов в молекуле пиридина (азина по системе Ганча-Вид-мана) начинается с атома азота.

Атомы углерода С₂ и С₆ называются также α-углеродными атомами, С₃ и С₅ – β-углеродными атомами, а атом С₄ – γ-углеродным атомом. Метилпиридины называются пиколинами:

α –пиколин β-пиколин γ –пиколин

Диметилпиридины называют лутидинами, а триметилпиридины – коллидинами:

2,4-лутидин 2,4,6-коллидин

Тривиальные названия имеют и некоторые карбоновые кислоты пиридинового ряда:

пиколиновая никотиновая изоникотиновая

кислота кислота кислота

Пиридин-2,3-дикарбоновая кислота называется хинолиновой, а пиридин-3,4-дикарбоновая кислота – изохинолиновой кислотой.

Полностью гидрированный пиридин называется пиперидином, пиколины – пипеколинами.

Нахождение в природе.

Пиридин и его ближайшие гомологи находятся в продуктах переработки каменного угля, откуда их и выделяют. Несмотря на то, что количество «пиридиновых» оснований по массе составляет 0.1% от массы переработанной угля, этого количества долгое время оказывалось достаточно для удовлетворения нужд промышленности и науки. Некоторые более сложные производные пиридина, например, никотин и анабазин, обнаружены в растениях Nicotiana tabacum и Anabasis aphylla L., соответственно.

никотин анабазин