Pyridine

Pyridine
Structuurformule en molecuulmodel
Structuurformule van pyridine
Pyridine
Algemeen
Molecuulformule	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
Wikidata	Q210385
Beschrijving	Kleurloze vloeistof met indringende geur
Vergelijkbaar met	benzeen, pyrrool
Waarschuwingen en veiligheidsmaatregelen
Gevaar
H-zinnen	H225 - H302 - H312 - H332
EUH-zinnen	geen
P-zinnen	P210 - P280
Carcinogeen	mogelijk (IARC-klasse 3)
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 g/cm³
Smeltpunt	−42 °C
Kookpunt	115 °C
Vlampunt	17 °C
Zelfontbrandings- temperatuur	550 °C
Goed oplosbaar in	water, ethanol, di-ethylether, aceton, chloroform
Brekingsindex	1,50920
Geometrie en kristalstructuur
Dipoolmoment	2,2 D
Thermodynamische eigenschappen
ΔfHol	101,2 kJ/mol
Tenzij anders vermeld zijn standaardomstandigheden gebruikt (298,15 K of 25 °C, 1 bar).
Portaal    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 organische oplosmiddelen. Het is een typische organische base die in het laboratorium vaak wordt gebruikt.

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

Synthese

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

• Tsjitsjibabin-pyridinesynthese
• Hantzsch-pyridinesynthese
• Kröhnke-pyridinesynthese
• Bönnemann-cyclisatie

Structuur en eigenschappen

Elektronenstructuur

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

Door dat vrij elektronenpaar op stikstof reageert pyridine basisch en kan dus vlot omgezet worden in zijn geconjugeerd zuur, het pyridiniumion. De pK_z 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:

Resonantie in het pyridinium-ion

Reactiviteit

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 plaats 3, omdat dit het elektronenrijkste koolstof is:

Elektrofiele aromatische substitutie op de 3-plaats in pyridine.

Substitutie op plaats 2 of 4 leidt tot een onstabiel, 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 plaats 2 en 4 in de ring, omdat de elektronendensiteit verhoogd is.

Toxicologie en veiligheid

Pyridine is schadelijk en kan duizeligheid, misselijkheid, slapeloosheid, oogirritatie en lever- en nierschade veroorzaken. 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.

In 2022 bracht de Nederlandse Gezondheidsraad een conceptrapport uit waarin het de carcenogeniciteit en genotoxiciteit van pyridine beoordeelde. Het rapport adviseerde om pyridine enerzijds niet te classificeren voor mutageniteit in geslachtscellen, maar anderzijds wel als een stof die moet beschouwd worden als kankerverwekkend voor de mens (classificatie in categorie 1B) en te kenmerken met gevaarsaanduiding H350 (mogelijk kankerverwekkend).

Externe links

• (en) Gegevens van pyridine in de GESTIS-stoffendatabank van het IFA
• (en) MSDS van pyridine

Bronnen, noten en/of referenties