Πυρρολιδίνη

Η πυρρολιδίνη^[1] (αγγλικά pyrrolidine) είναι οργανική χημική ένωση, που περιέχει άνθρακα, υδρογόνο και άζωτο, με μοριακό τύπο C₄H₉N, αν και συνήθως παριστάνεται με το γραμμικό τύπο της, . Είναι ετεροκυκλική δευτεροταγής αμίνη, με πενταμελή κορεσμένο δακτύλιο, που αποτελείται από ένα (1) άτομο αζώτου και τέσσερα (4) άτομα άνθρακα. Η χημικά καθαρή πυρρολιδίνη, στις κανονικές συνθήκες περιβάλλοντος, δηλαδή σε θερμοκρασία 25 °C και υπό πίεση 1 atm, είναι άχρωμο διαυγές υγρό, αναμείξιμο με το νερό και με τους περισσότερους οργανικούς διαλύτες. Έχει χαρακτηριστική οσμή σπέρματος^[2]. Σε σύγκριση με τις άκυκλες δευτεροταγείς αμίνες είναι περίπου 10 φορές ισχυρότερη βάση. Εκτός από τη «μητρική» ένωση, ο όρος πυρρολιδίνη μπορεί, επίσης, να αναφέρεται (γενικότερα) σε μια σειρά «θυγατρικών» ή «υποκατεστημένων» παραγώγων ενώσεων, αρκεί να περιέχουν έναν (τουλάχιστον) πυρρολιδινικό δακτύλιο, δηλαδή πενταμελή δακτύλιο με τέσσερα (4) άτομα άνθρακα, ένα (1) άτομο αζώτου και κανένα διπλό δεσμό.

Πυρρολιδίνη
Γενικά
Όνομα IUPAC	Αζολιδίνη
Άλλες ονομασίες	Πυρρολιδίνη Τετραϋδροπυρρόλιο 1,4-επαζαβουτάνιο 1,4-βουτυλενιμίνη Τετραμεθυλενιμίνη Αζακυκλοπεντάνιο
Χημικά αναγνωριστικά
Χημικός τύπος	C4H9N
Μοριακή μάζα	71,12 amu
Σύντομος συντακτικός τύπος
Αριθμός CAS	123-75-1
SMILES	C1CCNC1
InChI	1S/C4H9N/c1-2-4-5-3-1/h5H,1-4H2
Αριθμός RTECS	UX9650000
Αριθμός UN	LJU5627FYV
PubChem CID	31268
ChemSpider ID	29008
Ισομέρεια
Φυσικές ιδιότητες
Σημείο τήξης	−63 °C
Σημείο βρασμού	87 °C
Πυκνότητα	866 kg/m³
Διαλυτότητα στο νερό	Αναμείξιμο
Εμφάνιση	Άχρωμο διαυγές υγρό
Χημικές ιδιότητες
pKa	11,27 (pKa συζυγούς οξέος σε νερό) 19,56 (pKa συζυγούς οξέος σε προπενονιτρίλιο)
Ελάχιστη θερμοκρασία ανάφλεξης	3 °C
Σημείο αυτανάφλεξης	345 °C
Εκτός αν σημειώνεται διαφορετικά, τα δεδομένα αφορούν υλικά υπό κανονικές συνθήκες περιβάλλοντος (25°C, 100 kPa).

Φυσική παρουσία

Το μόριο της νικοτίνης περιέχει έναν πυρρολιδινικό δακτύλιο (δεξιά).

Η πυρρολιδίνη βρίσκεται στα φύλλα του καπνού και στα καρότα. Η δομή πυρρολιδινικού δακτυλίου είναι παρούσα σε πολλά φυσικά αλκαλοειδή, όπως η νικοτίνη και η υγρίνη. Βρίσκεται, επίσης, σε πολλά φαρμακευτικές δραστικές ουσίες, όπως η προκυκλιδίνη και η μπεπριδίλη. Σχηματίζει, ακόμη, τη βάση για τις ρακεταμικές ενώσεις (π.χ. πιρακετάμη, ανιρακετάμη). Τα αμινοξέα προλίνη και υδροξυπρολίνη είναι, επίσης, δομικά παράγωγα της πυρρολιδίνης.

Παραγωγή

Η πυρρολιδίνη παράγεται βιομηχανικά με επίδραση αμμωνίας σε 1,4-βουτανοδιόλη, συνήθως πάνω από ένα οξείδιο μετάλλου ως καταλύτη^[3][4]:

${\displaystyle \mathrm {HOCH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}OH+NH_{3}{\xrightarrow {}}2H_{2}O+} }$

Άλλοι τρόποι σύνθεσης είναι η υδρογόνωση του πυρρόλιου, καθώς και η κατεργασία τετραϋδροφουρανίου με αμμωνία, η οποία οδηγεί στην αντικατάσταση του ατόμου οξυγόνου από την ομάδα ΝΗ:

${\displaystyle \mathrm {+2H_{2}{\xrightarrow {Ni}}2H_{2}O+} }$
${\displaystyle \mathrm {+NH_{3}{\xrightarrow {}}H_{2}O+} }$

Εφαρμογές

Η πυρρολιδίνη χρησιμοποιείται ως πρόδρομη ένωση για τη σύνθεση πιο πολύπλοκων ενώσεων. Στην οργανική χημεία, η πυρρολιδίνη χρησιμοποιείται για να ενεργοποιήσει αλδεΰδες και κετόνες έναντι πυρηνόφιλης προσθήκης, με τον ενδιάμεσο σχηματισμό των αντίστοιχων εναμινών. Για παράδειγμα^[5]:

Πηγές πληροφόρησης

1. SCHAUM'S OUTLINE SERIES, «ΟΡΓΑΝΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ», Μτφ. Α. Βάρβογλη, 1999
2. «Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας» Ν. Α. Πετάση 1982
3. Αναστάσιου Βάρβογλη, «Χημεία Οργανικών Ενώσεων», Παρατηρητής, Θεσσαλονίκη 1991
4. Καραγκιοζίδη Σ. Πολυχρόνη, «Ονοματολογία Οργανικών Ενώσεων στα Ελληνικά & Αγγλικά» Β΄ ΈκδοσηΘεσσαλονίκη 1991
5. Νικολάου Ε. Αλεξάνδρου, «Γενική Οργανική Χημεία», Εκδόσεις Ζήτη, Θεσσαλονίκη 1985
6. Δημητρίου Ν. Νικολαΐδη, «Ειδικά Μαθήματα Οργανικής Χημείας», ΑΠΘ, θεσσαλονίκη 1983
7. Νικολάου Ε. Αλεξάνδρου, Αναστάσιου Βάρβογλη, Φαίδωνα Χατζημηχαλάκη, «Εργαστηριακός Οδηγός», Εκδόσεις Ζήτη, Θεσσαλονίκη 1986
8. Νικολάου Ε. Αλεξάνδρου, Αναστάσιου Βάρβογλη, Δημητρίου Ν. Νικολαΐδη: «Χημεία Ετεροκυκλικών Ενώσεων», Εκδόσεις Ζήτη, Θεσσαλονίκη 1985
9. Διαδικτυακοί τόποι που αναφέρονται στις «Αναφορές και παρατηρήσεις».

Παραπομπές και παρατηρήσεις

1. Για εναλλακτικές ονομασίες δείτε τον πίνακα πληροφοριών.
2. Journal of Chemical Ecology 1 (3): 299–310.
3. K. Eller, E. Henkes, R. Rossbacher, H. Höke (2005) στο Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Wiley-VCH.
4. Karsten Eller, Erhard Henkes, Roland Rossbacher, Hartmut Höke "Amines, Aliphatic" in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Wiley-VCH, Weinheim, 2005. doi:10.1002/14356007.a02_001
5. R. B. Woodward, I. J. Pachter, and M. L. Scheinbaum (1974). "2,2-(Trimethylenedithio)cyclohexanone". Org. Synth. 54: 39.; Coll. Vol. 6, p. 1014