pirol - Pyrrole
|
|||
|
|||
| İsimler | |||
|---|---|---|---|
|
Tercih edilen IUPAC adı
1 H -Pirol |
|||
| Diğer isimler | |||
| tanımlayıcılar | |||
|
3B model ( JSmol )
|
|||
| 1159 | |||
| chebi | |||
| CHEMBL | |||
| Kimyasal Örümcek | |||
| ECHA Bilgi Kartı |
100.003.387 
|
||
| AT Numarası | |||
| 1705 | |||
|
PubChem Müşteri Kimliği
|
|||
| RTECS numarası | |||
| ÜNİİ | |||
| BM numarası | 1992, 1993 | ||
|
CompTox Panosu ( EPA )
|
|||
|
|||
|
|||
| Özellikleri | |||
| Cı- 4 , H 5 , N | |||
| Molar kütle | 67.091 g·mol -1 | ||
| Yoğunluk | 0,967 g cm- 3 | ||
| Erime noktası | −23 °C (−9 °F; 250 K) | ||
| Kaynama noktası | 129 - 131 °C (264 - 268 °F; 402 - 404 K) | ||
| Buhar basıncı | 23 °C'de 7 mmHg | ||
| Asit (s K a ) | 16.5 (NH protonu için) | ||
| Temellik (p K b ) | 13.6 ( CA için pKa 0.4 ) | ||
| -47,6 · 10 -6 cm 3 / mol | |||
| viskozite | 0,001225 Pa s | ||
| Termokimya | |||
|
Isı kapasitesi ( C )
|
1.903 JK -1 mol -1 | ||
|
Std
oluşum entalpisi (Δ f H ⦵ 298 ) |
108,2 kJ mol -1 (gaz) | ||
|
Std
yanma entalpisi (Δ c H ⦵ 298 ) |
2242 kJ mol -1 | ||
| Tehlikeler | |||
| Güvenlik Bilgi Formu | Kimyasal Güvenlik Verileri | ||
| NFPA 704 (ateş elması) | |||
| Alevlenme noktası | 33.33 °C (91.99 °F; 306.48 K) | ||
| 550 °C (1.022 °F; 823 K) | |||
| Patlayıcı limitler | %3,1–14,8 | ||
| Bağıntılı bileşikler | |||
|
Bağıntılı bileşikler
|
Fosfolden , arsole , Bismol® , stibole | ||
|
Aksi belirtilmedikçe, veriler standart durumdaki malzemeler için verilmiştir (25 °C [77 °F], 100 kPa'da). |
|||
 doğrulamak ( nedir ?)
  |
|||
| Bilgi kutusu referansları | |||
Pirol a, heterosiklik aromatik bir organik bileşik , bir beş elemanlı halka , formül Cı 4 H 4 K H'dir, hali hazırda havaya maruz kalma üzerine koyulaşır renksiz uçucu bir sıvı olması. İkame edilmiş türevleri de, örneğin, piroller adlandırılan edilir , N -metilpirol, Cı 4 H 4 NCH 3 . Üç ikameli bir pirol olan porfobilinojen , heme gibi birçok doğal ürünün biyosentetik öncüsüdür .
Piroller içeren daha karmaşık makrosikllerin bileşenleri olan porphyrinogens de dahil olmak üzere bunlardan türetilen ve ürün, porfirin arasında hemin , klorinler , bacteriochlorins ve klorofil .
Özellikleri
Pirol, havaya maruz kaldığında kolayca kararan ve genellikle kullanımdan hemen önce damıtılarak saflaştırılan renksiz, uçucu bir sıvıdır . Pirol fındıksı bir kokuya sahiptir. Pirol, furan ve tiyofen gibi 5 üyeli aromatik bir heterosikldir . Furan ve tiyofenin aksine, pozitif ucun heteroatomun yanında yer aldığı ve dipol momenti 1.58 D olan bir dipole sahiptir . CDCI olarak 3 , bu 6.68 (H2, H5) ve 6.22 (H3, H4) kimyasal kaymalar sahiptir. Pirol birleşik bir asit-p, zayıf bir baz K a -3.8 arasında. Termodinamik olarak en kararlı pirolyum katyonu (C 4 H 6 N + ), 2 konumunda protonasyon ile oluşturulur. Alkil ikame edici ile pirol ikamesi içerir daha temel bir molekül örneğin, bir konjuge asit p tetramethylpyrrole sahip K a +3.7 arasında. Pirol p ile, aynı zamanda N-H pozisyonunda zayıf asidiktir, K a 16.5. Bir hidrojen bağlama Lewis asidi olarak bir olarak sınıflandırılır sert asit ve ECW modeli listeleri E olarak asit parametreler A , = 1.38 ve C , A = 0.68.
Tarih
Pirol ilk olarak 1834 yılında F. F. Runge tarafından kömür katranının bir bileşeni olarak tespit edildi . 1857'de kemiğin pirolizatından izole edildi. Adı , hidroklorik asitle nemlendirildiğinde ahşaba verdiği kırmızı renk olan, onu tespit etmek için kullanılan reaksiyondan Yunanca pirhostan ( πυρρός , “kırmızımsı, ateşli”) gelir .
Doğada bulunma
Pirolün kendisi doğal olarak oluşmaz, ancak türevlerinin çoğu çeşitli kofaktörlerde ve doğal ürünlerde bulunur . Piroller içeren ortak doğal olarak üretilen moleküller B vitamini 12 gibi pigmentler safra, bilirubin ve biliverdin ve porfirin arasında hemin , klorofil , klorinler , bacteriochlorins ve porphyrinogens. Pirol içeren diğer ikincil metabolitler arasında PQQ, makaluvamin M, ryanodin, rhazinilam, lamellerin, prodigiosin, mirmikarin ve sceptrin bulunur. Hans Fischer tarafından sentezlenen pirol içeren heminin sentezleri Nobel Ödülü'ne layık görüldü.
Pirol, tütün dumanının bir bileşenidir ve toksik etkilerine katkıda bulunabilir.
sentez
Pirol tedavisi ile endüstriyel olarak hazırlanır furan ile amonyak katı asit varlığında, katalizörler gibi, SiO 2 ve Al 2 O 3 .
Pirol, pirolidinin katalitik dehidrojenasyonu ile de oluşturulabilir.
Laboratuvar yolları
Pirol halkasının birkaç sentezi tarif edilmiştir.
Hantzsch pirol sentezi
Hantzsch pirol sentezi, β-ketoesterlerin (1) amonyak (veya birincil aminler) ve α-haloketonlar (2) ile sübstitüe edilmiş piroller (3) vermek üzere reaksiyonudur .
Knorr pirol sentezi
Knorr pirol sentezi, bir a-amino keton veya bir a-amino-p-ketoesterin aktive edilmiş bir metilen bileşiği ile reaksiyonunu içerir. Yöntem, bir a- amino keton (1) ve bir metilen grubu a içeren bir bileşiğin bir karbonil grubuna (2) ( bir sonraki karbona bağlı) reaksiyonunu içerir .
Paal-Knorr pirol sentezi
Paal-Knorr pirol sentezinde, bir 1,4-dikarbonil bileşiği, ikame edilmiş bir pirol oluşturmak için amonyak veya bir birincil amin ile reaksiyona girer.
Van Leusen reaksiyonu
Van Leusen reaksiyonu, Michael ilavesinde , tosilmetil izosiyanürün (TosMIC) bir baz varlığında bir enon ile reaksiyona girmesiyle piroller oluşturmak için kullanılabilir . Bir 5- endo siklizasyon daha sonra tosil grubunu ortadan kaldırmak için reaksiyona giren 5 üyeli halkayı oluşturur. Son adım, pirole tautomerizasyondur.
Barton-Zard sentezi
Barton-Zard sentezi, Van Leusen sentezine benzer bir şekilde ilerler. Bir izosiyanoasetat, 1,4-eklemede bir nitroalken ile reaksiyona girer, ardından 5- endo - dig siklizasyon, nitro grubunun eliminasyonu ve totomerizasyon gelir .
Piloty-Robinson pirol sentezi
Gertrude ve Robert Robinson ve Oskar Piloty için adlandırılan Piloty-Robinson pirol sentezindeki başlangıç malzemeleri , bir aldehit ve hidrazinin iki eşdeğeridir . Ürün, 3 ve 4 konumunda ikame edicilere sahip bir piroldür. Bir ara di yer diamin ile aldehit reaksiyona girerek imin (R-C = N-N = C-R). İkinci adımda, arasında bir [3,3] -sigmatropik yeniden düzenleme gerçekleşir. İlavesi , hidroklorik asit halka kapanması ve kaybına yol açar amonyak pirol oluşturulur. Mekanizma Robinsons tarafından geliştirilmiştir.
Bir modifikasyonda, propionaldehit , yüksek sıcaklıklarda önce hidrazin ve daha sonra benzoil klorür ile işlenir ve mikrodalga ışıması ile desteklenir :
![Piloty-Robinson reaksiyonu[22]](https://wikipedia.org/wiki/File:Piloty-Robinson_reaction.png)
Cycloaddition tabanlı rotalar
Münchnones ve alkinlerin reaksiyonundan çok sayıda ikame edici içeren piroller elde edilir . Reaksiyon mekanizması, 1,3-dipolar siklo ilavesini ve ardından bir retro -Diels-Alder işlemi ile karbon dioksit kaybını içerir . Benzer reaksiyonlar azalaktonlar kullanılarak gerçekleştirilebilir.
Piroller ile hazırlanabilir gümüş ile alkinlerin katalize siklizasyonu isonitril'ler R, 2 bir elektron alıcı grup, ve R 1 , bir alkan, aril grubu, ya da esteridir. İki sübstitüe alkin örneklerinin de arzu edilen pirolü önemli bir verimle oluşturduğu görülmüştür. Reaksiyonun, bir gümüş asetilid ara ürünü yoluyla ilerlemesi önerilmektedir . Bu yöntem, azolleri oluşturmak için kullanılan azid-alkin tıklama kimyasına benzer .
Diğer yöntemler
Pirole giden sentetik bir yol , musik asidin amonyum tuzu olan amonyum mukatın dekarboksilasyonunu içerir . Tuz tipik olarak bir çözücü olarak gliserol ile bir damıtma düzeneğinde ısıtılır .
pirollerin biyosentezi
Pirol halkalarının de novo biyosentezi, glisin ve süksinil-CoA'dan sentezlenen aminolevulinik asit (ALA) ile başlar . ALA dehidrataz, porfobilinojen (PBG) oluşturmak için bir Knorr tipi halka sentezi yoluyla iki ALA molekülünün yoğunlaşmasını katalize eder . Bu daha sonra örneğin hem ve klorofil makrosikllerini oluşturmak üzere reaksiyona girer .
.
Prolin olan biyosentetik amino asit türetilen L - glutamat . Glutamat-5-semialdehit ilk önce glutamat 5-kinaz (ATP'ye bağımlı) ve glutamat-5-semialdehit dehidrojenaz (NADH veya NADPH gerektirir) tarafından oluşturulur. Bu, daha sonra, ya kendiliğinden oluşturmak üzere siklize olabilir 1-pirolin-5-karboksilik asit ile prolin indirgenir, pirolin-5-karboksilat redüktaz (NADH veya NADPH ile), ya da dönüşmüş ornitin tarafından ornitin aminotransferaz ile siklizasyonu ve ardından, ornitin cyclodeaminase prolin oluşturmak için.
Prolin, prodigiosinlerde olduğu gibi ikincil doğal ürünlerde aromatik pirollerin öncüsü olarak kullanılabilir.
Prodigiosin biyosentezi, L-prolin, L-Serin, L-metionin, piruvat ve 2-oktenalden üç pirol tipi halkanın (şekil 1'de A, B ve C etiketli) yakınsak eşleşmesini içerir.
Halka A, nonribozomal peptit sentaz (NRPS) yolu (şekil 2) yoluyla L-prolinden sentezlenir, burada prolinin pirolidin halkası, pirol halkası A'yı vermek üzere FAD+ yoluyla iki kez oksitlenir.
A halkası daha sonra, L-serin'i B halkasına dahil etmek için poliketid sentaz yolu yoluyla genişletilir (şekil 3). Halka A fragmanı, peptidil taşıyıcı proteinden (PCP) bir KS alanı ile Açil Taşıyıcı Proteine (ACP) aktarılır, ardından dekarboksilatlayıcı Claisen yoğunlaşması yoluyla malonil-ACP'ye transfer edilir. Bu fragman daha sonra ikinci pirol halkasını vermek üzere bir dehidrasyon reaksiyonunda siklize olan L-Serin'in PLP aracılı dekarboksilasyonundan oluşturulan maskeli karbanyon ile reaksiyona girebilir. Bu ara madde daha sonra metilasyon (6 konumunda alkole L-metioninden bir metil grubu dahil eder) ve birincil alkolün çekirdek AB halka yapılarını verecek şekilde aldehide oksidasyonu ile değiştirilir.
Reaksiyonlar ve reaktivite
Aromatik karakteri nedeniyle pirolün hidrojenlenmesi zordur , Diels-Alder reaksiyonlarında dien olarak kolayca reaksiyona girmez ve olağan olefin reaksiyonlarına girmez . Reaktivitesi benzen ve anilin ile benzerdir, çünkü alkile edilmesi ve asillenmesi kolaydır. Asidik koşullar altında, piroller kolayca polimerleşir ve bu nedenle benzen kimyasında kullanılan birçok elektrofilik reaktif, pirollere uygulanamaz. Buna karşılık, sübstitüe edilmiş piroller ( korunan piroller dahil ) çok çeşitli dönüşümlerde kullanılmıştır.
Pirolün elektrofillerle reaksiyonu
Piroller, protonlanmış ara maddenin en yüksek stabilite derecesinden dolayı genellikle α pozisyonunda (C2 veya C5) elektrofillerle reaksiyona girer.
Piroller nitratlayıcı (örneğin HNO 3 / Ac 2 O ), sülfonlayıcı ( Py·SO 3 ) ve halojenleştirici (örneğin NCS , NBS , Br 2 , SO 2 Cl 2 ve KI / H 2 O 2 ) ajanlarla kolayca reaksiyona girer . Halojenasyon genellikle polihalojenli piroller sağlar, ancak monohalojenasyon gerçekleştirilebilir. Pirollere elektrofilik ilaveler için tipik olduğu gibi, halojenasyon genellikle 2-konumunda meydana gelir, fakat aynı zamanda nitrojenin silasyonuyla 3-konumunda da meydana gelebilir. Bu, genellikle daha az reaktif olan 3-pozisyonun daha fazla işlevselleştirilmesi için yararlı bir yöntemdir.
asilasyon
Asilasyon genellikle çeşitli yöntemlerin kullanılması yoluyla 2 konumunda gerçekleşir. Asit anhidritler ve asit klorürler ile asilasyon, bir katalizör olmadan gerçekleşebilir; alternatif olarak bir Lewis asidi kullanılabilir. 2-Asilpiroller ayrıca Houben-Hoesch reaksiyonu ile nitrillerle reaksiyondan elde edilir . Pirol aldehitleri, bir Vilsmeier-Haack reaksiyonu ile oluşturulabilir . N -Basit pirolün asilasyonu gerçekleşmez.
alkilasyon
Basit pirolün elektrofilik alkilasyonu nadirdir. C2'de enon oluşturmak için alkilasyon görülmüştür.
Deprotone edilmiş pirolün reaksiyonu
Piroller NH proton, bir orta düzeyde asidik p K a 16.5. Pirol, butillityum ve sodyum hidrit gibi güçlü bazlarla protonsuzlaştırılabilir . Elde edilen alkali pirolid nükleofiliktir . Bu eşlenik bazın iyodometan gibi bir elektrofil ile işlenmesi N- metilpirol verir . N- Metalatlı pirol, koordine eden metale bağlı olarak, N veya C konumlarında elektrofillerle reaksiyona girebilir. Daha fazla iyonik nitrojen-metal bağları (Li, Na ve K ile olduğu gibi) ve daha fazla çözücü çözücüler, N- alkilasyona yol açar . MgX gibi nitrofilik metaller, nitrojen atomuna daha yüksek derecede koordinasyon nedeniyle C'de (esas olarak C2) alkilasyona yol açar. Durumlarında N piroller ikameli, karbonlu metalasyon daha kolay olan. Alkil grupları, elektrofiller olarak veya çapraz bağlama reaksiyonları ile dahil edilebilir.
C3 sübstitüsyon kullanımı yoluyla elde edilebilir N brominasyonu ile sentezlenebilir 3-bromopyrrole, ikame edilmiş , N ile -silylpyrrole NBS .
indirimler
Piroller azaltmalar geçirebilir pırolidinler ve pirolinler . Örneğin, pirol esterlerinin ve amidlerin Huş ağacı indirgenmesi , elektron çeken grubun konumuna bağlı olarak bölgesel seçicilik ile pirolinler üretti.
siklizasyon reaksiyonları
N -ikameli piroller, [4+2]-, [2+2]- ve [2+1]-siklizasyonlar gibi siklo katılma reaksiyonlarına girebilir. Diels-Alder siklizasyonları, özellikle nitrojen üzerinde elektron çeken bir grubun varlığında, bir dien olarak hareket eden pirol ile meydana gelebilir. Vinilpiroller ayrıca dienler olarak da hareket edebilir.
Piroller ile reaksiyona girebilecek karben gibi dichlorocarbene bir [2 + 1] -cycloaddition olarak,. İle dichlorocarbene , ara madde diklorsiklopropan kırıldığı oluşturmak üzere oluşturulur, 3-kloropiridin (Ciamician-Dennstedt yeniden düzenlemesi).
Ticari kullanımlar
Polipirol bazı ticari değere sahiptir. N- Metilpirol, farmasötik kimyada bir yapı taşı olan N- metilpirolkarboksilik asidin öncüsüdür . Piroller ayrıca atorvastatin , ketorolak ve sunitinib de dahil olmak üzere çeşitli ilaçlarda bulunur . Piroller, ışığa dayanıklı kırmızı, kırmızı ve karmin pigmentleri olarak kullanılır.
Analoglar ve türevler
Pirolün yapısal analogları şunları içerir:
Pirolün türevleri, kaynaşmış bir benzen halkasına sahip bir türev olan indol içerir .
Ayrıca bakınız
Referanslar
daha fazla okuma
- Jones, R. Jones, ed. (1990). Piroller. Bölüm I. Pirol Halkasının Sentezi ve Fiziksel ve Kimyasal Yönleri . Travaux Chimiques des Pays-Bas . Heterosiklik Bileşiklerin Kimyası. 48 . Chichester: John Wiley ve Oğulları. s. 351. doi : 10.1002/recl.19911100712 . ISBN'si 978-0-471-62753-1.
- Jolicoeur, Benoit; Chapman, Erin E.; Thompson, Alison; Lubell, William D. (2006). "Pirol koruması". dörtyüzlü . 62 (50): 11531–11563. doi : 10.1016/j.tet.2006.08.071 .