| Piridina | |
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| NomeIUPAC | |
| Piridina | |
| Nomi alternativi | |
| Azina Azabenzene | |
| Caratteristiche generali | |
| Formula bruta omolecolare | C5H5N |
| Massa molecolare (u) | 79,10 |
| Aspetto | liquido incolore |
| Numero CAS | 110-86-1 |
| Numero EINECS | 203-809-9 |
| PubChem | 1049 |
| SMILES | C1=CC=NC=C1 |
| Proprietà chimico-fisiche | |
| Densità (g/cm3, inc.s.) | 0,978 |
| Indice di rifrazione | 1,509 |
| Costante di dissociazione acida (pKa) a 298 K | 5,3 |
| Solubilità inacqua | solubile |
| Temperatura di fusione | −42 °C (231 K) |
| Temperatura di ebollizione | 115 °C (388 K) |
| ΔebH0 (kJ·mol−1) | 40,4 |
| Tensione di vapore (Pa) a 293K | 2000 |
| Proprietà termochimiche | |
| ΔfH0 (kJ·mol−1) | 100,2 |
| C0p,m(J·K−1mol−1) | 132,7 |
| Indicazioni di sicurezza | |
| Punto di fiamma | 17 °C (290 K) |
| Limiti di esplosione | 1,7 - 12,4% vol. |
| Temperatura di autoignizione | 482 °C (755 K) |
| TLV (ppm) | TWA 10 (15 mg/m³) |
| Simboli di rischio chimico | |
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| pericolo | |
| Frasi H | 225-302-312-332[1] |
| Consigli P | 210-233-302+352[2] |
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Lapiridina è uncomposto eterociclicoaromatico a sei termini, appartenente al gruppo delleazine; atemperatura ambiente si presenta come unliquido incolore dallo sgradevole odore caratteristico.
La piridina si ottiene sia per sintesi a partire daacetaldeide eammoniaca oltreché per distillazione delcarbone.
Grazie alla disponibilità dellacoppia solitaria di elettroni sull'azoto, la piridina si comporta sia da base sia da nucleofilo. Tuttavia, poiché la coppia di elettroni risiede in un orbitalesp2 con maggior caratteres rispetto a un orbitalesp3, la sua basicità è notevolmente inferiore a quella delleamminealifatiche.
In presenza di composti acidi, la piridina lega a sé unoione H+ per dare il cationepiridinio C5H5NH+.
Essendo l'azoto più elettronegativo del carbonio, esso modifica la distribuzione elettronica all'interno dell'anello. La maggior densità elettronica risiede sull'atomo di azoto, mentre la minor densità elettronica risiede sugli atomi di carbonio, in particolare sui carboni α e γ.
Ciò significa che la piridina esibisce un elevato valore del momento dipolare che porta a un punto di ebollizione abbastanza alto (il benzene, a titolo d'esempio, bolle a 80 °C).
La piridina presenta valori dichemical shift differenziati, a seconda della posizione nell'anello rispetto all'azoto. Infatti, per effetto mesomero e induttivo, i protoni in posizione α e γ hanno valori di chemical shift più elevati di quelli dei protoni in posizione β. Ciò è dovuto al momento dipolare della molecola e alla delocalizzazione nell'anello degli elettroni.
Da questo punto di vista l'effetto causato dall'azoto all'interno dell'anello può essere paragonato a quello del gruppo-NO2 delnitrobenzene.
La sua struttura è planare e ha la forma di un esagono grossomodo regolare, inoltre essendo aromatico presenta la tipica delocalizzazione degli elettroni sopra e sotto il piano.
L'atomo di azoto partecipa alsistema aromatico con unelettrone spaiato nell'orbitale p; il suodoppietto elettronico non condiviso giace pertanto sul piano dellamolecola in un orbitale sp2.
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La piridina dàreazione di sostituzione e non di eliminazione.L'azoto nella piridina essendo piùelettronegativo degli atomi dicarbonio attrae fortemente la nuvola elettronica π lasciando l'anello tendenzialmente positivo e quindi adatto a subireSNAr.
Come esposto sopra, la piridina è relativamente basica e dà reazioni acido-base classiche.
Benché per ragioni diverse, la sua basicità può essere paragonata a quella dell'anilina.
I gruppi sostituenti influenzano la basicità della piridina in base alla natura e alla posizione del sostituente nell'anello aromatico. Gruppi elettrofili (come ilCl) abbassano ilpKa e quindi la basicità diminuisce, questo soprattutto se il gruppo è in posizione β. Gruppi elettrondonatori, invece, aumentano il carattere basico, soprattutto se sono nelle posizioni α e γ.
Il gruppoaza=N- si comporta come un gruppo fortemente elettronattrattore, paragonabile al gruppo-NO2. Come tale, esso disattiva l'anello verso la sostituzione elettrofila aromatica.Inoltre, l'interazione dell'azoto con reagenti e catalizzatori (acidi di Lewis), sovente necessari alla reazione, contribuisce a rendere l'anello della piridina ancor più disattivato.Ovviamente, come mostrano le strutture limiti di risonanza dell'intermedio carbocationico, la posizione che risulta meno disattivata è la posizione β che, di conseguenza, è quella che subisce l'attacco.
È possibile notare che il prodotto finale è in concentrazioni molto basse.
Questo processo fornisce un intermedio di sintesi estremamente versatile e può essere usato per l'introduzione di diverse funzionalità nell'anello aromatico.
La presenza di altri gruppi influenza notevolmente sia la reattività dell'anello piridinico sia l'orientamento.I gruppi elettron-attrattori (-SO3H,NO2,COR, etc.) rendono pressoché inerte l'anello piridinico.I gruppi elettron-donatori (OH,OR,NR2, ecc.) rendono più reattive le piridine sostituite. L'orientamento è quello previsto nelle sostituzioni elettrofile su benzeni sostituiti con un gruppo elettron-attrattore.
Quando la piridina si trova a reagire con nucleofili estremamente forti (ad esempio organometalli polariR-M) è possibile osservare la sostituzione dell'idrogeno, il quale esce come ione idruro.In questi casi speciali, l'attacco avviene sempre in posizione 2 (o α).
La piridina è ampiamente usata come solvente, data la sua versatilità: è polare maaprotica. È miscibile con una vasta gamma di solventi compresoesano eacqua. La piridina deuterata, denominata D5, è un solvente comune per laspettroscopia NMR.
Nella sintesi chimica la piridina è importante nel ramo industriale, sia come reagente fondamentale sia come un solvente per reazioni di sintesi organica. È, ad esempio, usata come solvente nellacondensazione di Knoevenagel.
È inoltre un prodotto risultante dalla sintesi di prodotti come insetticidi, diserbanti, prodotti farmaceutici, aromi per alimenti, tinture, prodotti di gomma, adesivi, vernici, esplosivi e disinfettanti. La piridina inoltre è usata come denaturante per miscele antigelo, per l'alcol etilico e per fungicidi.
La piridina è unasostanza tossica per inalazione, ingestione e assorbimento attraverso lapelle. È un sospetto cancerogeno e riduce lafertilità maschile.Tra i sintomi più comuni legati all'esposizione alla piridina rientrano la nausea, il vomito, il mal di testa, la tosse e la difficoltà a respirare.
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