علم الكيمياء
تاريخ الكيمياء والعلماء المشاهير
التحاضير والتجارب الكيميائية
المخاطر والوقاية في الكيمياء
اخرى
مقالات متنوعة في علم الكيمياء
كيمياء عامة
الكيمياء التحليلية
مواضيع عامة في الكيمياء التحليلية
التحليل النوعي والكمي
التحليل الآلي (الطيفي)
طرق الفصل والتنقية
الكيمياء الحياتية
مواضيع عامة في الكيمياء الحياتية
الكاربوهيدرات
الاحماض الامينية والبروتينات
الانزيمات
الدهون
الاحماض النووية
الفيتامينات والمرافقات الانزيمية
الهرمونات
الكيمياء العضوية
مواضيع عامة في الكيمياء العضوية
الهايدروكاربونات
المركبات الوسطية وميكانيكيات التفاعلات العضوية
التشخيص العضوي
تجارب وتفاعلات في الكيمياء العضوية
الكيمياء الفيزيائية
مواضيع عامة في الكيمياء الفيزيائية
الكيمياء الحرارية
حركية التفاعلات الكيميائية
الكيمياء الكهربائية
الكيمياء اللاعضوية
مواضيع عامة في الكيمياء اللاعضوية
الجدول الدوري وخواص العناصر
نظريات التآصر الكيميائي
كيمياء العناصر الانتقالية ومركباتها المعقدة
مواضيع اخرى في الكيمياء
كيمياء النانو
الكيمياء السريرية
الكيمياء الطبية والدوائية
كيمياء الاغذية والنواتج الطبيعية
الكيمياء الجنائية
الكيمياء الصناعية
البترو كيمياويات
الكيمياء الخضراء
كيمياء البيئة
كيمياء البوليمرات
مواضيع عامة في الكيمياء الصناعية
الكيمياء الاشعاعية والنووية
Pyridine N-oxides are reactive towards both electrophilic and nucleophilic substitution
المؤلف:
Jonathan Clayden , Nick Greeves , Stuart Warren
المصدر:
ORGANIC CHEMISTRY
الجزء والصفحة:
ص730-731
2025-07-13
25
Pyridine N-oxides are reactive towards both electrophilic and nucleophilic substitution
This is all very well if the molecule has such activating groups, but supposing it doesn’t? How are we to nitrate pyridine itself? The answer involves an ingenious trick. We need to activate the ring with an electron-rich substituent that can later be removed and we also need to stop the nitrogen atom reacting with the electrophile. All of this can be done with a single atom! Because the nitrogen atom is nucleophilic, pyridine can be oxidized to pyridine N-oxide with reagents such as m-CPBA or just H2O2 in acetic acid. These N-oxides are stable dipolar species with the electrons on oxygen delocalized round the pyridine ring, raising the HOMO of the molecule. Reaction with electrophiles occurs at the 2- (ortho) and 4- (para) positions, chiefly at the 4-position to keep away from positively charged nitrogen.
Now the oxide must be removed and this is best done with trivalent phosphorus com pounds such as (MeO)3P or PCl3. The phosphorus atom detaches the oxygen atom in a single step to form the very stable P=O double bond. In this reaction the phosphorus atom is acting as both a nucleophile and an electrophile, but mainly as an electrophile since PCl3 is more reactive here than (MeO)3P. The same activation that allowed simple electrophilic substitution—oxidation to the N-oxide—can also allow a useful nucleophilic substitution. The positive nitrogen atom encourages nucleophilic attack and the oxygen atom can be turned into a leaving group with PCl3. Our example is nicotinic acid.
The N-oxide reacts with PCl3 through oxygen and the chloride ion released in this reaction adds to the most electrophilic position between the two electron-withdrawing groups. Now a simple elimination restores aromaticity and gives a product looking as though it results from chlorination rather than nucleophilic attack.
The reagent PCl3 also converts the carboxylic acid to the acyl chloride, which is hydrolysed back again in the last step. This is a useful sequence because the chlorine atom has been intro duced into the 2-position, from which it may in turn be displaced by, for example, amines.
●Pyridine N-oxides Pyridine N-oxides are useful for both electrophilic and nucleophilic substitutions on the same carbon atoms (2-, 4-, and 6-) in the ring.
Nucleophilic addition at an even more distant site is possible on reaction with acid anhydrides if there is an alkyl group in the 2-position. Acylation occurs on oxygen as in the last reaction but then a proton is lost from the side chain to give an uncharged intermediate.
This compound rearranges with migration of the acetate group to the side chain and the restoration of aromaticity. This may be an ionic reaction or a type of rearrangement that you will learn to call a [3,3]-sigmatropic rearrangement.
الاكثر قراءة في مواضيع عامة في الكيمياء العضوية
اخر الاخبار
اخبار العتبة العباسية المقدسة

الآخبار الصحية
