吡啶的氧化還原反應(yīng)介紹
由于吡啶環(huán)上的電子云密度低,一般不易被氧化,尤其在酸性條件下,吡啶成鹽后氮原子上帶有正電荷,吸電子的誘導(dǎo)效應(yīng)加強(qiáng),使環(huán)上電子云密度更低,更增加了對氧化劑的穩(wěn)定性。當(dāng)吡啶環(huán)帶有側(cè)鏈時,則發(fā)生側(cè)鏈的氧化反應(yīng)。
吡啶在特殊氧化條件下可發(fā)生類似叔胺的氧化反應(yīng),生成N-氧化物。例如吡啶與過氧酸或過氧化氫作用時,可得到吡啶N-氧化物。
吡啶N-氧化物可以還原脫去氧。在吡啶N-氧化物中,氧原子上的未共用電子對可與芳香大π鍵發(fā)生供電子的p-π共軛作用,使環(huán)上電子云密度升高,其中α位和γ位增加顯著,使吡啶環(huán)親電取代反應(yīng)容易發(fā)生。又由于生成吡啶N-氧化物后,氮原子上帶有正電荷,吸電子的誘導(dǎo)效應(yīng)增加,使α位的電子云密度有所降低,因此,親電取代反應(yīng)主要發(fā)生在4(γ)上。同時,吡啶N-氧化物也容易發(fā)生親核取代反應(yīng)。
與氧化反應(yīng)相反,吡啶環(huán)比苯環(huán)容易發(fā)生加氫還原反應(yīng),用催化加氫和化學(xué)試劑都可以還原。
吡啶的還原產(chǎn)物為六氫吡啶(哌啶),具有仲胺的性質(zhì),堿性比吡啶強(qiáng)(pKa=11.2),沸點106℃。很多天然產(chǎn)物具有此環(huán)系,是常用的有機(jī)堿。