Pyridine

Uit Wikipedia, de vrije encyclopedie
Ga naar: navigatie, zoeken
Pyridine
Structuurformule en molecuulmodel
Structuurformule van pyridine
Structuurformule van pyridine
Pyridine
Pyridine
Algemeen
Molecuulformule
     (uitleg)
C5H5N
IUPAC-naam pyridine
Andere namen azabenzeen, azine
Molmassa 79,0999 g/mol
SMILES
C1=NC=CC=C1
InChI
1/C5H5N/c1-2-4-6-5-3-1/h1-5H
CAS-nummer 110-86-1
EG-nummer 203-809-9
PubChem 1049
Beschrijving Kleurloze vloeistof met indringende geur
Vergelijkbaar met benzeen, pyrrool
Waarschuwingen en veiligheidsmaatregelen
Ontvlambaar Schadelijk
Gevaar
H-zinnen H225 - H302 - H312 - H332
EUH-zinnen geen
P-zinnen P210 - P280
Carcinogeen mogelijk (IARC-klasse 3)[1]
Opslag In een afgesloten fles, verwijderd houden van ontstekingsbronnen
EG-Index-nummer 613-002-00-7
VN-nummer 1282
ADR-klasse Gevarenklasse 3
MAC-waarde 5 ml/m³
LD50 (ratten) (oraal) 891 mg/kg
LD50 (konijnen) (huid) 1121 mg/kg
Fysische eigenschappen
Aggregatietoestand vloeibaar
Kleur kleurloos
Dichtheid 0,98[2] g/cm³
Smeltpunt -42[2] °C
Kookpunt 115[2] °C
Vlampunt 17[2] °C
Zelfontbrandings- temperatuur 550[2] °C
Goed oplosbaar in water, ethanol, di-ethylether, aceton, chloroform
Brekingsindex 1,50920[3] (589 nm, 20 °C)
Geometrie en kristalstructuur
Dipoolmoment 2,2 D
Thermodynamische eigenschappen
ΔfHol 101,2 kJ/mol
Waar mogelijk zijn SI-eenheden gebruikt. Tenzij anders vermeld zijn standaardomstandigheden gebruikt (298,15 K of 25 °C, 1 bar).
Portaal  Portaalicoon   Scheikunde

Pyridine is een heterocyclische aromatische verbinding met als brutoformule C5H5N. De stof komt voor als een kleurloze heldere vloeistof met een zeer indringende en onplezierige visgeur, vergelijkbaar met die van tri-ethylamine. Pyridine is goed oplosbaar in water en in de meeste andere organische oplosmiddelen. Het is een typische organische base die in het laboratorium vaak wordt aangewend.

Pyridine werd in 1846 ontdekt in koolteer door de Schotse scheikundige Thomas Anderson.[4] Het komt voor in tal van voedingsmiddelen, tabak en essentiële oliën.[5]

Synthese[bewerken]

Er bestaan verscheidene methoden om pyridine en derivaten ervan te synthetiseren:

Structuur en eigenschappen[bewerken]

Elektronisch structuur[bewerken]

De elektronenstructuur lijkt sterk op die van benzeen: het enige verschil is dat in pyridine een CH-eenheid is vervangen door een stikstofatoom. Het vrij elektronenpaar op stikstof bevindt zich in een sp2-gehybridiseerd orbitaal dat zich in het vlak van de aromatische ring bevindt. Het draagt derhalve niet bij tot de aromaticiteit in de ring. Dit is van bijzonder belang, anders zou de ring anti-aromatisch zijn.

Zuur-base-eigenschappen[bewerken]

Door dat vrij elektronenpaar op stikstof reageert pyridine basisch en kan dus vlot omgezet worden in zijn geconjugeerd zuur, het pyridiniumion. De pKa van het geconjugeerde zuur van pyridine (het pyridinium-ion) bedraagt 5,25, waarmee het iets minder zuur is dan azijnzuur. De positieve lading kan gestabiliseerd worden door resonantie:[6]

Resonantie in het pyridinium-ion

Reactiviteit[bewerken]

De aanwezigheid van het stikstofatoom in de aromatische ring heeft een invloed op de verdeling van de elektronen in de ring en de daarmee gepaard gaande reactiviteit. De symmetrie die in benzeen verantwoordelijk is voor de ontaarding van de twee hoogst bezette moleculaire orbitalen, is in pyridine vervallen. De bijdrage van de verschillende atomen aan de bindende orbitalen zal verschillen en daarmee ook de ladingsdichtheid op de verschillende koolstofatomen. Bij pyridine maakt het vrij elektronenpaar op stikstof geen deel uit van het gedelokaliseerde π-systeem en derhalve is de elektronendensiteit laag, waardoor elektrofielen veel minder de neiging hebben om te reageren. In het geval van pyridine zal een elektrofiel eerder met het vrij elektronenpaar op stikstof reageren, met vorming van pyridiniumverbindingen. Elektrofiele aromatische substitutie bij pyridine zal enkel optreden op de 3-plaats, omdat dit het elektronenrijkste koolstof is:

Elektrofiele aromatische substitutie op de 3-plaats in pyridine.

Substitutie op de 2- of 4-plaats leidt tot een onstabiele, zogenaamd σ-complex (met slechts 6 elektronen rond stikstof):

Elektrofiele aromatische substitutie op de 2-plaats in pyridine.
Elektrofiele aromatische substitutie op de 2-plaats in pyridine.

In het overeenkomstig amine-oxide van pyridine, pyridine-N-oxide, is door de aanwezigheid van een formele positieve lading op stikstof de situatie volledig tegenovergesteld. Daar reageert een elektrofiel op de 2- en 4-positie in de ring, omdat de elektronendensiteit verhoogd is.

Toxicologie en veiligheid[bewerken]

Pyridine is schadelijk en kan duizeligheid, misselijkheid, slapeloosheid, oogirritatie en lever- en nierschade veroorzaken.[7] Contact met de ogen en huid leidt tot irritatie. Zelfs korte blootstelling kan aanleiding geven tot brandwonden. Pyridine wordt door de huid geabsorbeerd. Wanneer de vloeistof wordt ingeslikt kan hevige irritatie aan de keel en slokdarm optreden, met als gevolg braken en diarree. De stof kan ook schadelijke effecten hebben op het centraal zenuwstelsel, waardoor slaperigheid en bewusteloosheid optreden.

Externe links[bewerken]

  • (en) Gegevens van Pyridine in de GESTIS-stoffendatabank van het Duitse Institut für Arbeitsschutz der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung (IFA) (JavaScript vereist)
  • (en) MSDS van pyridine
Bronnen, noten en/of referenties
  1. Pyridine (IARC Summary & Evaluation, Volume 77, 2000)
  2. a b c d e (en) Gegevens van Pyridine in de GESTIS-stoffendatabank van het Duitse Institut für Arbeitsschutz der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung (IFA) (geraadpleegd op 27 november 2008) (JavaScript vereist)
  3. Merck 13,8060
  4. T. Anderson (1846) - Ann. 60, p. 86
  5. G. Vernin, Perfum. Flavor. 7, 23-26 (1982)
  6. Handboek Handboek: (nl) J.F.J. Engbersen & Æ. de Groot - Inleiding in de bio-organische chemie (hoofdstuk 24), Pudoc Wageningen, 2007, pp. 499-513 - ISBN 978-90-74134-95-8
  7. NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards (DHHS/NIOSH 97-140, 1997) p 272