From Wikipedia, the free encyclopedia
Пирол е хетероциклично ароматно органично съединение, петатомен пръстен с молекулна формула C4H5N[1]. Заместените производни се наричат също пироли, например C4H4NCH3 се нарича N-метилпирол. Порфобилиноген е тризаместен пирол, представляващ биосинтетичен прекурсор на множество природни продукти.[2] За сравнение, шестатомни пръстени съдържащи един азотен атом се наричат пиридини.
Пирол | |
---|---|
Обща информация | |
Наименование по IUPAC | 1H-пирол /Чисто: 1-азациклопента-2,4-диен/ |
Други имена | Азол |
Молекулна формула | C4H5N |
Моларна маса | 67,09 g/mol |
Външен вид | безцветна течност |
CAS номер | [109-97-7] |
Свойства | |
Плътност и фаза | 0,9698 g/cm3, течност |
Разтворимост във вода | 45 g/l (25 °C) |
Други разтворители | етанол, етер и разредени киселини |
Точка на топене | -23,4 °C (249,75 K) |
Точка на кипене | 129,7 °C (402,85 K) |
Киселинност (pKa) | pKa1=0,4 (PyrH+/PyrH) pKa2=16,5 (PyrH/Pyr-) |
Структура | |
Диполен момент | 1,767 D |
Точка на възпламеняване | 39 °C |
Освен където е обявено друго, данните са дадени за материали в стандартно състояние (при 25 °C, 100 kPa) Права и справки | |
Пиролите са компоненти на по-сложни макроцикли: порфиринът съдържащ се в хема, хлорини, бактериохлорини, хлорофил и пофириногени.[3]
Пиролът има много ниска базичност в сравнение с обикновените амини и някои други ароматни съединения като пиридина. Тази понижена базичност се дължи на делокализацията на свободната електронна двойка при азотния атом в ароматния пръстен. Пиролът е много слаба основа с pKaH от около -4. Протонирането води до загуба на ароматност, следователно не е предпочитано. Подобно на много амини пиролът потъмнява изложен на въздух и светлина, поради което трябва да бъде дестилиран непосредствено преди употреба.[4]
Пиролът се произвежда промишлено при обработката на фуран с амоняк при присъствие на катализатори твърди киселини.[5]
Друг метод за синтез на пирол включва декарбоксилирането на амониев лигат, амониевата сол на лигавата киселина. Солта се нагрява разтворена в глицерол.[6]
Съществуват много методи за органичен синтез на пиролови производни. Класическите „именни реакции“ са пиролов синтез на Кнор, пиролов синтез на Ханч и синтез на Паал-Кнор. По-специализирани методи са дадени по-долу:
Пиролов синтез на Пилоти-Робинсън представлява взаимодействието на алдехид и хидразин.[7][8] Продукът е пирол със специфични заместители на 3-та и 4-та позиции. Алдехидът взаимодейства с диамина до междинно съединение диимин (R–C=N−N=C–R), което при прибавяне на солна киселина дава затваряне на пръстена и отцепване на молекула амоняк до образуване на пирол.
При една такава модификация на тази реакция, пропионов алдехид се обработва първо с хидразин, а след това и с бензоилхлорид при висока температура и с помощта на микровълни:[9]
При втората стъпка протича [3,3]сигматропна прегрупировка
Пиролът може да се полимеризира до полипирол.
Водородният атом при азота е умерено киселинен с pKa 16,5. Пиролът може да се депротонира със силни основи като бутиллитий и натриев хидрид. Полученият алкален пиролид е нуклеофилен. Обработката на тази спрегната база с електрофил, например метил йодид(йодометан), дава N-метилпирол.
Резонансните структури на пирола предоставят вникване в реакционната способност на съединението. Подобно на фурана и тиофена, пиролът е по-реативоспособен в сравнение с бензена, по отношение на нуклеофилното ароматно заместване, тъй като е способен да стабилизира отрицателния заряд на междинния карбанион.
Пиролът встъпва в реакции на електрофилно ароматно заместване основно на 2-ра и 5-а позиции. Две такива реакции, които са особено важни за получаването на функционални пироли са реакцията на Маних и реакцията на Вилсмайер-Хаак [10][11] като всяка от двете е съвместима с множество пиролови субстрати.
Пиролите взаимодействат с алдехиди до образуване на порфирини. Например бензалдехид се кондензира с пирол, получавайки се тетрафенилпорфирин. Пироловите съединения могат също да участват в реакции на циклоприсъединяване (реакция на Дийлс-Алдер) при определни условия, като присъствие на катализатор Люйсова киселина, нагряване и/или високо налягане.
Пиролът полимеризира на светлина. Също, окисляващ агент като амониев персулфат, може да се използва, обикновено при 00C и тъмнина, за контрол на полимеризацията.
Пиролът няма съществено търговско приложение, но N-метилпиролът е прекурсор на N-метилпиролкарбоксилната киселина, използвана на широко във фармацевтичната химия.[5]
Структурни аналози на пирола са:
Хетероатомни структурни аналози на пирола са:
Към производните на пирола спада и индола, който представлява пирол с кондензирано бензеново ядро.
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.
Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.