在200℃与多聚甲醛反应,生成2-(β-羟乙基)吡啶。
-甲基吡啶活性高,氮原子通过诱导效应吸电子作为间位定位原子可增强间位的电子云密度,甲基超共轭给电子增加的是邻对位电子云密度,当然2-甲基吡啶的3,5位活性更高。
典型的芳香族亲电取代反应发生在5位上,但反应性比苯低,一般不易发生硝化、卤化、磺化等反应。吡啶是一个弱的三级胺,在乙醇溶液内,能与多种酸(如苦味酸或高氯酸等)形成不溶于水的盐。工业上使用的吡啶,约含1%的2-甲基吡啶,因此可以利用成盐性质的差别,把它和它的同系物分离。
吡啶及其衍生物比苯稳定,其反应性与硝基苯类似。典型的芳香族亲电取代反应发生在5位上,但反应性比苯低,一般不易发生硝化、卤化、磺化等反应。吡啶是一个弱的三级胺,在乙醇溶液内能与多种酸(如苦味酸或高氯酸等)形成不溶于水的盐。
吡啶比苯容易还原,如在金属钠和乙醇的作用下还原成六氢吡啶(或称哌啶)。吡啶与过氧化氢反应,易被氧化成N-氧化吡啶。所以可以往α-甲基吡啶中加入强酸,吡啶与强酸可以形成稳定的盐,某些结晶型盐可以用于分离、鉴定及精制工作中。
甲基吡啶有多种同分异构体,取决于甲基取代在吡啶环上的位置。例如,2-甲基吡啶、3-甲基吡啶和4-甲基吡啶等。这些同分异构体在物理和化学性质上可能会有一些差异,但在许多方面也有相似之处。甲基吡啶是一种重要的化工原料,可用于合成许多其他化合物。
甲基吡啶的物理和化学性质:甲基吡啶是一种无色至浅黄色透明液体,具有强烈的刺激性气味。它是一种重要的有机中间体,主要用于合成药物、农药、染料和其它精细化工产品。甲基吡啶具有碱性,能与酸反应生成盐,也可以与其它化合物进行酯化、烷基化等反应。
吡啶,是一种有机化合物,化学式C5H5N,是含有一个氮杂原子的六元杂环化合物。可以看作苯分子中的一个(CH)被N取代的化合物,故又称氮苯,无色或微黄色液体,有恶臭。吡啶及其同系物存在于骨焦油、煤焦油、煤气、页岩油、石油中。
-甲基吡啶和吡啶一样,能与无机酸或有机酸生成盐,与无机盐类、卤代烷等形成加成化合物。加氢时,根据条件不同得到α-甲基哌啶或吡啶。2-甲基吡啶中的2-位甲基富有反应性,氧化时生成吡啶-2-羧酸(皮考啉酸,C5H4NCO2H)。在脱水剂存在下与苯甲醛发生缩合,生成苯亚甲基衍生物。
第三个(哌啶)碱性最强,因为是烷烃推电促进其上氮的孤对电子强度。第四个酸性最强,因为三个双键可以起到拉电作用,且与氮直接成碱,较大弱化孤对电子强度。给电子是碱,拉电子是酸。所以有以上推论。
但吡啶与芳胺(如苯胺,pKa 6)相比,碱性稍强一些。吡啶与强酸可以形成稳定的盐,某些结晶型盐可以用于分离、鉴定及精制工作中。吡啶的碱性在许多化学反应中用于催化剂脱酸剂,由于吡啶在水中和有机溶剂中的良好溶解性,所以它的催化作用常常是一些无机碱无法达到的。
碱性强弱顺序应该是CBADE 碱性强弱是看中心原子的给电子能力以及和质子结合的能力,因为甲基是典型的供电子基团,因此数目越多,供电子能力越强,因此N上的孤对电子越活跃。而苯环和硝基苯都是吸电子基团,因此N上的孤对电子不活跃。
1、二甲基吡啶环上电子云密度大更易于质子结合。2甲基吡啶碱性比吡啶强是因为二甲基吡啶环上电子云密度大更易于质子结合,2-甲基吡啶,又称α-甲基吡啶,是一种具有强烈不愉快吡啶气味的无色油状液体,用作合成医药、染料、树脂的原料,可制取化肥增效剂、除草剂、牲畜驱虫剂、橡胶促进剂、染料中间体等。
2、碱性是由氮体现的,(1)先比较吡啶和吡咯,吡咯氮原子的孤对电子与环上的双键共轭,所以氮原子的电子云密度降低,碱性减弱,而吡啶的孤对电子不参与共轭,所以碱性强。(2)比较甲基吡啶和吡啶的碱性,由于甲基是给电子基,所以甲基吡啶上氮原子电子云密度高于吡啶的,因此甲基吡啶的碱性最强。
3、吡咯N上的那一对孤对电子,参与双键的共轭,形成了一个5原子6电子的芳香体系。吡咯中N的给电子共轭效应大于吸电子诱导效应,导致N的碱性较弱而环上C的电子云密度升高。下图中那个5原子6电子结构相当稳定,也就是这个结构让吡咯的酸性大于吡啶。
4、嘧啶的碱性是由N的处于sp2杂化轨道上的孤对电子提供的,但由于存在两个电负性强的N,各自的孤电子对都被另外的N吸电子效应束缚,不易给出,所以碱性变弱了。
5、原因是吡啶中氮原子上的未共用电子对处于sp2杂化轨道中,其s轨道成分较sp3杂化轨道多,离原子核近,电子受核的束缚较强,给出电子的倾向较小,因而与质子结合较难,碱性较弱。但吡啶与芳胺(如苯胺,pKa 6)相比,碱性稍强一些。
六氢吡啶和4甲基吡啶碱性比较 ,吡啶的还原产物为六氢吡啶(哌啶),具有仲胺的性质,碱性比吡啶强(pKa12);主要是吡啶里面含有共轭双键,相间的π键与π键相互作用(π-π共轭效应),生成大π键,电子更加稳定,造成了吡啶亲电取代反应活性比较低,因此其碱性要比哌啶弱。
六氢吡啶的碱性大于吡啶。吡啶氮原子的孤对电子是在sp2杂化轨道,没有参与共轭,呈碱性。而吡啶的碱性比芳胺强却小于脂肪族胺,这是因为脂肪族胺氮原子的孤对电子在sp3化轨道,S成分少离核较远,同时烷基有供电效应,增大N原子上电子云密度,碱性强。六氢吡啶是脂肪族仲胺,碱性强于吡啶。
吡啶的还原产物为六氢吡啶(哌啶),具有仲胺的性质,碱性比吡啶强(pKa12);主要是吡啶里面含有共轭双键,相间的π键与π键相互作用(π-π共轭效应),生成大π键,电子更加稳定,造成了吡啶亲电取代反应活性比较低,因此其碱性要比哌啶弱。
工业上使用的吡啶,约含1%的2-甲基吡啶,因此可以利用成盐性质的差别,把它和它的同系物分离。吡啶还能与多种金属离子形成结晶形的络合物。吡啶比苯容易还原,如在金属钠和乙醇的作用下还原成六氢吡啶(或称哌啶)。吡啶与过氧化氢反应,易被氧化成N-氧化吡啶。
六氢吡啶实际上是哌啶。 即吡啶环的双键全部被加上氢。 因此是一个六元环二级胺。因此和二级胺具有相同的性质, 即N原子上的孤对电子和二取代的环烷基的给电子效应而导致其有相对强的碱性。