Estrutura de piridina, propriedades, usos, toxicidade, síntese

O Piridina É uma amina aromática cuja fórmula química é c₅H₅N. É a versão de nitrogênio do benzeno, pois um grupo -Ch = foi substituído por um átomo de nitrogênio (n). Juntamente com a pirol, a piridina forma o grupo de aminas aromáticas mais simples de todas.

Inicialmente a piridina ocorreu no alcatrão da Hulla, mas foi um pequeno método de desempenho. Isso levou à criação de vários métodos para sua síntese química, prevalecendo aquele em que a reação do formaldeído, acetaldeído e amônia é usado.

Fórmula estrutural de piridina. Fonte: Calvero. / Domínio público

A piridina foi obtida pela primeira vez por Thomas Anderson (1843), um químico entragues, que através do aquecimento de carnes e ossos de animais produzia um óleo do qual a piridina foi purificada.

Thomas Anderson (julho de 1819)

A piridina é usada como matéria -prima para a síntese de compostos que eliminam e controlam a proliferação de insetos, fungos, ervas, etc. Também é usado na elaboração de numerosos medicamentos e vitaminas, além de ser usado como solvente.

A piridina é um composto tóxico que pode de maneira crônica danos ao fígado, rins e funcionamento do sistema nervoso central. A piridina pode entrar no corpo devido à ingestão, inalação e disseminação através da pele. É conhecido no produto químico porque é uma substância capaz de causar desamparo nos homens.

[TOC]

Estrutura da piridina

Molecular

Estrutura molecular da piridina. Fonte: Benjah-BMM27 / Domínio Público

A imagem superior mostra a estrutura molecular da piridina representada por um modelo de esferas e barras. Como pode ser visto, sua molécula é muito semelhante à do benzeno, com a única diferença de que ele tem um de seus carbonos (esferas pretas) substituídas por nitrogênio (esfera azul).

O nitrogênio, por ser mais eletronegativo, atrai a densidade eletrônica em sua direção, o que cria um momento de dipolo permanente na piridina. Portanto, moléculas de piridina interagem através das forças dipolares-dipolo.

Os átomos de hidrogênio são as regiões mais pobres dos elétrons, para que sejam orientados na direção do átomo de nitrogênio de uma molécula vizinha.

Cristalino

Estrutura cristalina de piridina. Fonte: Orci/CC BY-S (https: // CreativeCommons.Org/licenças/BY-SA/3.0)

Moléculas de piridina não apenas têm forças dipolo-dipolo, mas também com interações de anéis aromáticos. Assim, essas moléculas conseguem se posicionar para causar um cristal de estrutura ortorrômbica (imagem superior) a uma temperatura de -41,6 ° C.

Propriedades da piridina

Amostra de piridina. LHCHEM/CC BY-SA (https: // CreativeCommons.Org/licenças/BY-SA/3.0)

Aparência física

Líquido incolor, com um cheiro penetrante, semelhante ao do peixe.

Pode servir a você: Método de Balax Redox: Etapas, Exemplos, Exercícios

Massa molar

79,1 g/mol

Densidade

0,9819 g/ml

Ponto de fusão

-41,6 ºC

Ponto de ebulição

115,2 ºC

Solubilidade

É miscível com água, e também com álcool, éter, éter de óleo, óleos e muitos líquidos orgânicos em geral.

Pressão de vapor

16 mmHg a 20 ºC.

Densidade do vapor

2,72 em relação à água = 1

Índice de refração (n_D)

1.5093

Gosma

0,88 cp

Momento dipolar

2.2 d

ponto de ignição

21 ºC

Temperatura de autodirecionamento

482 ºC

Decomposição

Quando aquecido para decomposição emite uma fumaça de cianeto.

Corrosão

A piridina em forma líquida ataca algumas formas de plásticos, borrachas e revestimentos.

ph

8,5 (solução de 0,2 m em água)

Basicicidade e reatividade

A piridina é uma base fraca. É uma amina terciária cuja solução de 0,2 m na água produz um pH de 8,5. Tem pouca afinidade para elétrons devido à eletronegatividade de nitrogênio, portanto seus carbonos geralmente não sofrem uma substituição eletrofílica.

A piridina experimenta substituição nucleofílica, de preferência em posições c₄ e C₂ Do anel. Devido à sua capacidade de doar elétrons, a piridina é mais oxidação mais que o benzeno e reage violentamente com ácido sulfúrico, ácido nítrico e anidrido maleico.

Usos da piridina

Pesticidas

A piridina é um precursor de herbicida forequat e diquat. Da mesma forma, serve para a síntese do inseticida de clorporifos, cujo passo inicial é a cloração da piridina. É também a matéria -prima inicial para obter o fungicida com base na pirição.

Solvente

A piridina é um solvente polar, usado para reações de revendedores e extração de antibióticos. A piridina é usada como solvente nas indústrias de tinta e borracha, e também em laboratórios de pesquisa como solvente na extração de hormônios vegetais.

Medicamento

A piridina serve como ponto inicial na síntese de cetilpiridínio e laurilpiridínio, compostos que são usados ​​como anti -sépticos em produtos de atendimento orais e odontológicos. A molécula de piridina faz parte da estrutura química de numerosos medicamentos.

Por exemplo, Esmeprazol, usado no tratamento do refluxo gastroesofágico. Loratidina é outro medicamento preparado com base em piridina, conhecida como claritina, que é usada como tratamento de processos alérgicos.

Os comprimidos de piridina (fenazopiridina) são usados ​​no tratamento sintomático de uma irritação do trato urinário, que é acompanhado, em alguns casos, dor, queimação e urgência de urinar. A fenazopiridina é um corante que cumpre uma função analgésica no trato urinário.

A di-acatelhidrazina é um derivado de piridina que possui uma atividade antibacteriana que exerce bactérias gram-negativas, como E. coli, e bactérias grama positivas, como S. Albus.

A piridina serve como base para a tiazolo [5,4-6] piridina, composta por atividade antiviral, especialmente contra o vírus β-massa da influenza. A 2-acetilpiridina, um derivado de piridina, tem uma grande atividade antitumoral e é um inibidor de leucemia.

Pode atendê -lo: óxido de mercúrio (HG2O)

Outros

A piridina é usada na fabricação de vitaminas, produtos de borracha, adesivos, pinturas e inseticidas. Também é usado na desnaturação do álcool e na coloração de alguns têxteis.

20 % da piridina é usada na preparação da piperidina. Piperidina intervém na vulcanização e agricultura.

A piridina também é usada na síntese de resinas policarbonadas, como um sabor alimentar e como reagente para detecção de cianeto.

Toxicidade

- A piridina entra no organismo principalmente devido à inalação e difusão através da pele. A exposição aguda à piridina pode produzir irritação e queimaduras nos olhos e na pele.

- A piridina pode originar dermatite e alergia na pele. O desenvolvimento da alergia pode ser acompanhado, além de coceira e erupção cutânea.

- A inalação de piridina pode causar irritação no nariz e na garganta, acompanhada por tosse e uma respiração asmática respiratória.

- Por ingestão, a piridina pode causar náusea, vômito, diarréia e dor abdominal. Da mesma forma, a incorporação de uma dose alta de piridina no organismo pode causar: dor de cabeça, fadiga, desbotamento, impressionante, tontura, confusão e eventualmente comer e morte.

- Os órgãos mais afetados pela ação da piridina são o fígado, os rins, os genitais masculinos e o sistema nervoso central. Também pode atuar na medula óssea, induzindo a produção de plaquetas sanguíneas. Uma ação carcinogênica da piridina não foi evidenciada em animais.

A OSHA estabeleceu uma exposição no ar de 5 ppm por dia de trabalho de 8 horas.

Síntese

Os primeiros métodos de obtenção de piridina foram baseados em sua extração de materiais orgânicos. Thomas Anderson (1843) obtido pela primeira vez a piridina aquecendo carnes e ossos de animais. Em uma primeira etapa, Anderson produziu um óleo a partir do qual ele conseguiu destilar a piridina.

Tradicionalmente, a piridina era obtida do alcatrão da Hulla ou da gaseificação de carvão. Esses procedimentos eram complicados e de pouco desempenho, uma vez que a concentração de piridina nessas matérias -primas foi muito baixa. Um método de síntese era necessário.

Método Chichibabin

Embora existam muitos métodos para a síntese de piridina, o procedimento de Chichibabin introduzido em 1923 ainda é usado principalmente. Neste método, a piridina é sintetizada a partir da reação de formaldeído, acetaldeído e amônia, que são reagentes baratos.

Pode atendê -lo: tipo de link de 02

Na primeira etapa, o formaldeído e o acetaldeído reagem para formar o composto acroleína, em uma reação de condensação de Knoevegel, também formando água.

Condensação de piridina da acroleína e acetaldeído

Finalmente, em um segundo estágio, a acroleína reage com formaldeído e amônia para formar di -hidropiridina. Posteriormente, a di -hidropiridina é oxidada em piridina em uma reação a 350 -550 ° C na presença de um catalisador sólido, por exemplo, sílica -alumina.

Reações

Substituições eletrofílicas

Essas substituições geralmente não ocorrem devido à baixa densidade eletrônica de piridina.

A sulfanação apresenta maior dificuldade do que a nitração. Mas bromação e cloração ocorrem mais facilmente.

Piridina-n-óxido

O local de oxidação na piridina é o átomo de nitrogênio, sendo a oxidação produzida pelos pêssegos (ácidos que possuem um grupo OOH). A oxidação de nitrogênio promove a substituição eletrofílica em carbonos 2 e 4 da piridina.

Substituições nucleofílicas

A piridina pode experimentar várias substituições nucleofílicas devido à baixa densidade eletrônica dos carbonos de anel de piridina. Essas substituições ocorrem mais facilmente na molécula de piridina modificada por bromo, cloro, fluorina ou ácido sulfônico.

Os compostos realizados por ataques nucleofílicos à piridina são geralmente: alcoxídios, tyolatos, aminas e amônia.

Reações radicais

A piridina pode ser dimeritada por reações radicais. A dimerização da piridina radical é realizada com sódio elementar ou níquel Raney, sendo capaz de produzir 4.4'-bipperidina ou 2.2'-bipperidina.

Reação no átomo de nitrogênio

Os ácidos, de acordo com Lewis, são facilmente adicionados ao átomo de nitrogênio da piridina, formando sais de piridina. A piridina é uma base de Lewis que doa alguns elétrons.

Reação de hidrogenação e redução

Piperidina é produzida pela hidrogenação da piridina com níquel, cobalto ou rutênio. Esta reação é feita em altas temperaturas acompanhadas pelo uso de um catalisador.

Referências

1. Graham Solomons t.C., Craig b. Fryhle. (2011). Química orgânica. (10^º Edição.). Wiley Plus.
2. Carey f. (2008). Quimica Organica. (Sexta edição). Mc Graw Hill.
3. Morrison e Boyd. (1987). Quimica Organica. (Quinta edição). Addison-Wesley Iberoamericana.
4. Wikipedia. (2020). Piridina. Recuperado de: em.Wikipedia.org
5. Centro Nacional de Informações sobre Biotecnologia. (2020). Piridina. Banco de dados PubChem., CID = 1049. Recuperado de: pubchem.NCBI.Nlm.NIH.Gov
6. Laura Foist. (2020). Piridina: estrutura, fórmula e propriedades físicas. Estudar. Recuperado de: estudo.com
7. ATOF Ali Altaf, Adnan Shahzad, Zarif Gul, Nasir Rasool, Amin Badshah, Bhajan Lal, Ezzat Khan. (2015). Uma revisão sobre a importância medicinal dos derivados da piridina. Journal of Drug Design e Medicinal Chemistry. Vol. 1, não. 1, pp. 1-11. Doi: 10.11648/j.JDDMC.20150101.onze
8. Webmd. (2020). Comprimido de piridina. Recuperado de: webmd.com
9. Departamento de Saúde de Nova Jersey e Serviços Sênior. (2002). Piridina. [PDF]. Recuperado de: NJ.Gov