1.2 Властивості амінопіридинів
Амінопохідні піридину мають більш сильні основні властивості, ніж піридин і анілін. Вони містять у своєму складі два основні центри - атом азоту піридинового типу та атом азоту аміногрупи.
2- та 4-Амінопіридини здатні до таутомерного перетворення відповідно на 2- та 4-піридоніміни, однак, у звичайних умовах знаходяться в основному в амінній формі, наприклад:
Моноамінопіридини мають багато властивостей первинних амінів. При взаємодії 2-амінопіридину з алкілуючими агентами (алкілгалогенідами, алкілсульфатами або діазометаном) алкілується в першу чергу кільцевий атом азоту. У присутності NaNH2 утворюється 2-алкіламінопіридин. Подальшим алкілуванням одержують діалкіламінопіридини [21].
Істотна відмінність у хімічних властивостях ізомерних моноамінопіридинів проявляється в їх реакціях з HNO2: 3-амінопіридин діазотується з утворенням солей діазонію, 2- та 4-амінопіридини утворюють у слабокислому розчині гідроксипіридини (піридони) [22].
Солі диазосполук з 2-амінопіридину отримують за реакцією [23]:
Моноамінопіридини реагують із сильними електрофілами. Аміногрупа компенсує дезактивуючий ефект атома азоту піридину та орієнтує заміщення у кільці. Якщо аміногрупа знаходиться в положенні 2, 3 або 4, то електрофільне заміщення відбувається відповідно до положень 5, 2 або 3 (5). При дії на 2-амінопіридин нітруючої суміші утворюється нітрамін, який у присутності H2SO4 ізомеризується в суміш 5-нітро-і 3-нітро-2-амінопіридинів з виходами відповідно 80 і 10% [24]:
На особливу увагу заслуговує взаємодія амінопіридинів з трифенілфосфіном у присутності діетілазодікарбоксилату. Реакція є ефективним способом синтезу арілімінофосфоранов. Процес протікає за звичайнихумовах та кімнатній температурі [25].
Для амінопіридинів характерні властивості як амінів, так і гетероциклічних сполук, тому вони мають великий синтетичний потенціал, що дозволяє застосовувати їх як вихідні речовини для синтезу широкого кола сполук.
2. Обговорення результатів
Метою даної роботи є отримання 4-амінопіридину. Нами було здійснено тристадійний синтез за схемою:
На першій стадії нами було проведено реакцію взаємодії піридину та тіонілхлориду. Нам було цікаво отримати саме таку сіль піридин-піридин, т.к. вона є прекрасним вихідним продуктом для подальшого синтезу. Реакційну суміш витримували протягом 3 діб при кімнатній температрурі, потім з неї відганяли надлишок тіонілхлориду. Отриманий осад очищали за допомогою перекристалізації. Вихід чистого продукту становив 3,5 м (31% від теоретичного). Високі втрати, очевидно, пов'язані з неналежним товарним якістю соляної кислоти, застосовуваної очищення цільового продукту. Т. пл. = 148-149 °С.
Механізм цієї реакції досі з'ясований не до кінця. Розглянемо варіант передбачуваного механізму (нуклеофільного заміщення Sn1).
На першому етапі проходить дисоціація тіоніл хлориду з утворенням нуклеофіла Cl - :
На другому етапі, нуклеофіл, що утворився, атакує піридин в четверте положення, з наступним заміщенням на піридин:
На другій стадії синтезу нами була проведена реакція взаємодії солі, що вийшов, піридин-піридинію гідрохлориду і водного розчину аміаку. Згідно з методикою [18], для отримання 4-амінопіридину, реакційну суміш, що містить сіль піридин-піридинію та розчин аміаку, потрібно нагрівати протягом 8 годин в автоклаві. Ми спробували здійснити цевзаємодію при атмосферному тиску. В результаті кип'ятіння суміші з надлишком аміаку протягом 10 годин були отримані жовтувато-білі кристали 4-амінопіридину. Т.пл. = 155-157 ° С. ІЧ спектр (KBr), см -1 : 3448 - первинні аміни (-NH2), 1604 - ароматичні сполуки. Вихід становив 28%. Низький вихід реакції зумовлений втратою аміаку.
Реакція відбувається за механізмом нуклеофільного заміщення – Sn1. На першому етапі нуклеофіл (OH - ) атакує сіль піридин-піридинію з подальшим відщепленням катіону піридинію. Потім молекула аміаку заміщає гідроксильну групу на аміно-групу з утворенням 4-амінопіридину.
Третя стадія нашого синтезу – переведення 4-амінопіридину у форму гідрохлориду. Для цього ми розчинили 4-амінопіридин у ТГФ, змішали з концентрованою соляною кислотою та перемішували протягом 1 години при кімнатній температурі. В результаті утворився білий осад. Отриману сіль фільтрували, промивали та сушили. Вихід становив 95%.
Реакція проходить за механізмом:
Нами було проведено синтез цільового продукту із загальним виходом 8%.