Pirrol

composto químico From Wikipedia, the free encyclopedia

O pirrol é un composto químico orgánico aromático e heterocíclico, formado por un anel de cinco membros coa fórmula C4H5N. Os seus derivados substituídos tamén se chaman pirrois (por exemplo, o N-metilpirrol).

Datos rápidos Identificadores, Propiedades ...
Pirrol
Thumb Thumb
Thumb Thumb
Nome IUPAC

1H-Pirrol

Outros nomes

Azol

Identificadores
Número CAS 109-97-7
PubChem 8027
ChemSpider 7736
UNII 86S1ZD6L2C
Número CE 203-724-7
Número UN 1992, 1993
ChEBI CHEBI:19203
ChEMBL CHEMBL16225
Número RTECS UX9275000
Referencia Beilstein 1159
Referencia Gmelin 1705
Imaxes 3D Jmol Image 1
Image 2
Propiedades
Fórmula molecular C4H5N
Masa molar 67,09 g mol−1
Densidade 0,967 g cm–3
Punto de fusión −23 °C; −9 °F; 250 K
Punto de ebulición 129–131 °C; 264–268 °F; 402–404 K
Presión de vapor 7 mmHg a 23 °C
Viscosidade 0,001225 Pa s
Termoquímica
Entalpía estándar
de formación ΔfHo298		 108,2 kJ mol–1 (gas)
Entalpía estándar
de combustión ΔcHo298		 2242 kJ mol–1
Capacidade calorífica, C 1,903 J k–1 mol k–1
Perigosidade
NFPA 704
Thumb
2
2
0
Punto de inflamabilidade 3 333 °C; 6 031 °F; 3 606 K
Temperatura de autoignición 550 °C; 1 022 °F; 823 K
Límites de explosividade 3,1–14,8%

Se non se indica outra cousa, os datos están tomados en condicións estándar de 25 °C e 100 kPa.
Pechar

Os pirrois únense formando aneis compostos máis grandes, como as porfirinas do grupo hemo, as clorinas e bacterioclorinas, clorofilas e o anel de corrina. Por exemplo, o grupo hemo fórmase a partir do porfobilinóxeno, un pirrol trisubstituído.

Propiedades

O pirrol ten unha basicidade moi baixa comparada coa das aminas máis comíns e coa doutros compostos aromáticos como a piridina. Esta diminución da basicidade atribúese á deslocalización do par de electróns non compartidos do nitróxeno do anel. A protonación do pirrol orixina a perda da súa aromaticidade e, por tanto, é termodinamicamente desfavorable.

Como moitas outras aminas, o pirrol escurécese ao expoñerse ao aire e á luz, debido á formación de polipirrois e óxidos aminados, polo que debe ser destilado inmediatamente antes de usalo.[1]

Síntese

O pirrol prepárase industrialmente tratando o furano con amoníaco en presenza dun catalizador sólido ácido.[2]

Thumb

Outra vía sintética do pirrol consiste na descarboxilación do mucato de amonio, un sal de amonio do ácido múcico. Normalmente, este sal quéntase nun aparato de destilación con glicerol como solvente.[3]

Thumb

Pirrois substituídos

Existen moitos métodos para a síntese orgánica de derivados do pirrol. As reaccións máis comúns son a síntese de pirrois de Hantzsch, a síntese de Knorr e a síntese de Paal-Knorr. Outros métodos máis especializados son os que abreviaremos aquí.

Os reactivos iniciais para a síntese de Piloty-Robinson son dous equivalentes dun aldehido e de hidracina.[4][5] O produto é un pirrol con substituíntes específicos nas posicións 3 e 4. O aldehido reacciona coa diamina dando un intermediario di-imina (R–C=N−N=C–R), no cal ao agregar ácido clorhídrico prodúcese o peche do anel e a perda de amoníaco dando o pirrol.

Unha alternativa a esta reacción é tratar primeiro o propionaldehido con hidracina e logo con cloruro de benzoílo a altas temperaturas á vez que se irradia con microondas:[6]

Thumb

No segundo paso, ten lugar unha reacción sigmatrópica [3,3] entre os dous intermediarios da reacción. Finalmente, o pirrol pode ser polimerizado para producir polipirrol.

Reactividade

O protón NH nos pirrois é moderadamente ácido cun pKa de 16,5. O pirrol pode ser desprotonado con bases fortes como o butil-litio ou o hidruro de sodio. O pirroluro resultante é nucleófilico. Despois, ao tratarmos esta base conxugada cun electrófilo como o ioduro de metilo dános N-metilpirrol.

Thumb
Estruturas que contribúen á resonancia do pirrol.

Examinar as estruturas que contribúen á resonancia do pirrol dános unha visión máis clara da reactividade deste composto. Igual ca o furano e o tiofeno, o pirrol é máis reactivo ca o benceno ante a substitución electrofilica aromática debido a que pode estabilizar a carga positiva no carbocatión intermedio.

O pirrol experimenta unha substitución electrofílica aromática predominantemente nas posicións 2 e 5. Dúas reaccións especialmente notables destinadas á produción de pirrois funcionalizados (con distintos grupos funcionais) son a reacción de Mannich e a reacción de Vilsmeier-Haack (abaixo),[7][8] as cales son compatibles cunha gran variedade de substratos pirrólicos.

Thumb
Formilación dun derivado do pirrol (Garabatos-Perera 2007[7]).

O pirrol tamén pode reaccionar con aldehidos para dar porfirinas. Por exemplo, o benzaldehido condensa co pirrol para dar tetrafenilporfirina. Ademais, os compostos do pirrol poden tamén participar en cicloadicións como na reacción de Diels-Alder baixo certas condicións, por exemplo, en presenza de catálise ácida (de Lewis), quentamento ou alta presión.

O pirrol tamén polimeriza en presenza de luz. Pode utilizarse un axente oxidante como o persulfato de amonio a 0 °C na escuridade, para controlar dita polimerización.

Uso comercial

O pirrol non ten unha aplicación comercial significativa, mais o N-metilpirrol é un precursor do ácido N-metilpirrolcarboxílico, o cal se usa como precursor na industria farmaceútica.[2]

Análogos e derivados

Thumb
Estrutura química do pirrol

Análogos estruturais do pirrol son:

  • Pirrolina, un análogo parcialmente saturado cun dobre enlace
  • Pirrolidina, análogo hidroxenado saturado
  • Criptopirrol, un derivado do pirrol que antes se pensaba estaba asociado á esquizofrenia

Análogos estruturais heteroatómicos dos pirrois son:

Entre os derivados do pirrol está o indol, un derivado cun anel bencénico fusionado.

Notas

Véxase tamén

Loading related searches...

Wikiwand - on

Seamless Wikipedia browsing. On steroids.