吡咯

五元杂环化合物

吡咯(pyrrole)是含一个氮杂原子的五元 杂环化合物 ,分子式为C 4 H 5 N。吡咯及其 甲基 取代的 同系物 存在于骨焦油内,为无色液体, 沸点 129.7℃ ,相对密度0.9698(20/4℃),微溶于水,易溶于有机 溶剂 。吡咯作为一种重要的杂环,广泛存在于天然产物、人造活性成分和功能材料等各种功能分子中。吡咯在微量氧的作用下,就可变黑,因此,无色样品须在绝对无氧的条件下保存;松片反应给出红色;在 盐酸 作用下聚合成为吡咯红;对氧化剂一般不稳定。吡咯最早从煤焦油及 骨油 中制备,主要从焦油馏分转变成固体吡咯 钾盐 分出,由于含量较少,因此人们开发出多种化学合成方法。吡咯可用1,4-二羰基化合物与氨反应制取,工业上吡咯由 2-丁炔-1,4-二醇 与氨通过 催化 作用制备。

化学特性

及其 甲基 取代的 同系物 存在于骨焦油内。无色液体。 沸点 130~131℃,相对密度0.9691(20/4℃)。微溶于水,易溶于 乙醇 、 乙醚 等有机 溶剂 。吡咯在微量氧的作用下就可变黑;松片反应给出红色;在 盐酸 作用下聚合成为吡咯红;对 氧化剂 一般不稳定。它可以发生 取代反应 ,主要在2位或5位上取代。在15℃时,吡咯在 乙酸酐 中用 硝酸 硝化,得到2-硝基吡咯,产量不高,一部分变为 没药树 状物质。吡咯形式上是一个 仲胺 ,但在稀酸中溶解得很慢;环上的氢被 烷基 取代后碱性增强,可形成不溶解的盐。吡咯可与 三硝基苯酚 形成盐;还可还原成二氢和 四氢吡咯 。

吡咯可用1,4 - 二羰基 化合物与氨反应制取,工业上吡咯由 2-丁炔-1,4-二醇 与氨通过 催化 作用制备。吡咯与苯并联的化合物称为 吲哚 ,是一个重要的化合物。有些吡咯的 衍生物 具有重要的生理作用,例如,叶绿素、 血红素 都是由4个 吡咯环 形成的 卟啉 环系的衍生物。四氢吡咯是一个重要的试剂,它与 反应失水形成 烯胺 ,即 氨基 旁有一个碳 -碳 双键 。例如 环己酮 与四氢吡咯形成的烯胺在 有机合成 中有多种用途。一般而言,用吡咯为原料进行实验之前,要重新 蒸馏 后再使用,因为吡咯长时间暴露在空气中易聚合生成 聚吡咯 (黑色固体)。

酸性比较: 冰醋 > 苯酚 > 吡咯 > 环己醇

理化特性

主要成分:纯品

外观与性状:无色至带黄色液体,在长期贮存过程中易受光的作用而聚合并转为棕色。具有 果仁 和酯[zhǐ]类暖的甜果味。

沸点 (℃): 131

相对密度(水=1): 0.9691 (20℃)

相对蒸气密度(空气=1): 2.31

燃烧热(kJ/ 摩尔 )(定容):2375.6

闪点(℃): 39

溶解性:微溶于水,25℃时在水中溶解度为8%,即每100g水可溶解8g吡咯。溶于 乙醇 、 乙醚 、苯、稀酸和大多数非挥发性油,不溶于稀碱。

基本内容

中文名称:吡咯

2-溴苯硼酸 :pyrrole

中文别名:氮杂茂

英文别名:Pyrrole; 1H-Pyrrole; 1-Aza-2,4- 环戊二烯 ; AI3-18817; Azole; CCRIS 2933; Divinylene imine ; Divinylenimine; FEMA No. 3386; HSDB 119; Imidole; Monopyrrole; NSC 62777; Pyrrol; UNII-86S1ZD6L2C

CAS号:109-97-7

MDL:MFCD00005216

分子式 :C₄H₅N

分子量:67.09

物性数据

1. 性状 :无色液体,具有特殊的气味。

2. 沸点 (ºC,101.3kPa):130~131

3. 熔点 (ºC):-24

4. 相对密度(g/mL,20/4ºC):0.9691

5. 相对蒸汽密度(g/mL,空气=1):2.31

6. 折射率 (20ºC):1.5085

7. 黏度(mPa·s,20ºC):1.352

8. 闪点(ºC,闭口):39

9. 蒸发热(KJ/ 摩尔 ,25ºC):45.21

10. 熔化热(KJ/mol):7.91

11. 生成热(KJ/mol,25ºC,液体):63.14

12. 生成热(KJ/mol,25ºC,气体):108.35

13. 燃烧热 (KJ/mol,定容):2375.6

14. 比热容 (KJ/( 千克 K) ,295.13K,定压):1.89

15. 临界温度(ºC):366.5

16. 临界压力(MPa):5.67

17. 溶解度 (%,25ºC,水):8

18. 溶解性:与醇、醚及其他有机 溶剂 混溶 。能溶解多种 有机化合物 。

存储方法

储存于阴凉、通风的库房。远离 火种 、热源。库温不宜超过30℃。包装要求密封,不可与空气接触。应与 氧化剂 、酸类、食用 化学 品分开存放,切忌混储。不宜大量储存或久存。采用防爆型照明、通风设施。禁止使用易产生火花的机械设备和工具。储区应备有泄漏应急处理设备和合适的收容材料。

合成方法

1、以 呋喃 和氨为原料,γ- 氧化铝 为 催化 剂,经 气相 催化反应而得。

2、由 骨油 和 硫酸 共热 分馏 后,使转变成其 钾盐 ( C4H4 NK),用 乙醚 洗涤和用水处理后再干燥、分馏而得。由 半乳糖二酸 在 丙三醇 或 矿物油 中热解而成。

精制方法:将吡咯在 氮气 流中进行 蒸馏 。或在 氰化镍 的氨溶液中制成纯净的 配位化合物 ,然后进行 干馏 。

主要用途

用作色谱分析标准物质,也用于 有机合成 及制药工业。主要用作 聚酯纤维 纺丝用 溶剂 。也用作金属 防腐剂 、 环氧树脂固化剂 、 烯烃 聚合时的催化剂以及医药工业的原料等。还用作光敏剂。

安全信息

风险术语

R10:Flammable. 易燃 。

R20:Harmful by inhalation. 吸入有害。

R25:Toxic if swallowed. 吞食有毒。

R41:Risk of serious damage to the eyes. 对眼睛有严重伤害。

安全术语

S16:Keep away from sources of ignition. 远离火源。

S24:Avoid contact with skin. 避免皮肤接触。

S26 :In case of contact with eyes, rinse immediately with plenty of H₂O and seek medical advice.不慎与眼睛接触后,请立即用大量清水冲洗并征求医生意见。

S39:Wear eye / face protection. 戴护目镜或面具。

S45:In case of accident or if you feel unwell, seek medical advice immediately (show the label whenever possible.)

若发生事故或感不适,立即就医(可能的话,出示其标签)。

系统编号

CAS号:109-97-7

MDL号:MFCD00005216

EINECS号:203-724-7

RTECS号:UX9275000

BRN号:1159

PubChem号:24901681

毒理学数据

吡咯属低毒类。虽然急性口服毒性不强,但有积蓄性毒性。注射于 哺乳动物 能使尿变色。对 中枢神经系统 有抑制麻醉作用。应避免与皮肤接触。吡咯在空气中加热能产生毒性强的气体,使用时需加注意。

分子结构数据

1、 摩尔 折射率 :20.68

2、 摩尔体积 ( m3 / mol ):67.7

3、等张比容(90.2K):166.8

4、 表面张力 (dyne/cm):36.7

5、 极化 率(10-24cm3):8.20

计算化学数据

1、疏水参数计算参考值(XlogP):0.7

2、 氢键 供体数量:1

3、氢键受体数量:0

4、可旋转 化学键 数量:0

5、 互变异构体 数量:

6、拓扑分子 极性表面积 (TPSA):15.8

7、重 原子 数量:5

8、表面电荷:0

9、复杂度:22.8

10、 同位素 原子数量:0

11、确定原子立构中心数量:0

12、不确定原子立构中心数量:0

13、确定 化学键 立构中心数量:0

14、不确定化学键立构中心数量:0

15、 共价键 单元数量:1

生态学数据

该物质对环境可能有危害,对水体应给予特别注意。

危险危害

健康危害:吸入蒸气可致麻醉,并可引起体温持续增高。

燃爆危险:本品易燃,具刺激性。

危险特性:其蒸气与空气可形成爆炸性 混合物 ,遇明火、高 热能 引起燃烧爆炸。与 氧化剂 可发生反应。高温时分解,释出剧毒的氮氧化物气体。流速过快,容易产生积聚 静电 。容易自聚,聚合反应随着温度的上升而急骤加剧。其蒸气比空气重,能在较低处扩散到相当远的地方,遇火源会着火回燃。若遇高热,容器内压增大,有开裂和爆炸的危险。

参考资料

  1. Pyrrole PubChem 2024-11-21
  2. 吡咯 中国大百科全书 2024-02-26