Но если оба -положения заняты, то замещается водород в-положении. При нагревании с избытком амида натрия можно получить 2,6-диаминопиридин.

12.4.3.5. Реакции окисления и восстановления

Пиридиновый цикл устойчив к окислителям. Окисление может протекать по атому азота, например, действием пероксида водорода или пероксикислот (H₂SO₅):

пиридин-N-оксид

Восстановление пиридина водородом на никелевом катализаторе приводит к полному гидрированию цикла. Реакция гидрирования пиридина протекает трудно, в условиях, аналогичных гидрированию бензола (гл. 9.5.1.2).

пиперидин

12.4.4. Особенности химического поведения пиколинов и функциональных производных пиридина

Пиколины с метильной группой в - и -положениях обладают повышенной СН-кислотностью за счёт акцепторного влияния атома азота:

-пиколин-пиколин

Это проявляется при образовании ими металлорганических соединений, например, при взаимодействии с бутиллитием, которые затем могут быть использованы в качестве реагентов в нуклеофильных реакциях:

или же сами - и-метилпиридины могут вступать в реакции нуклеофильного присоединения с альдегидами в присутствии оснóвного (реже кислотного) катализатора:

Кислотные свойства -пиколина близки к таковым для толуола, и в целом химические свойства -изомера с участием метильной группы аналогичны свойствам толуола.

Из гидроксипиридинов- и-изомеры в обычных условиях существуют в виде- и-пиридонов, образующихся в результате таутомерных превращений:

-гидроксипиридин -пиридон-гидроксипиридин-пиридон

а -изомер существует в равновесии с биполярной формой (в водном растворе обе формы находятся примерно в равных количествах):

-гидроксипиридин

Все гидроксипиридины являются слабыми основаниями и слабыми кислотами. В наибольшей степени кислотные свойства проявляются у -изомера (рК_а = 8.7), для него характерны типичные свойства фенолов (нитруется и бромируется легко, реагирует с метаналем, с солями диазония — S_E-реакции идут преимущественно в положение 2).

Кислотные свойства - и -изомеров выражены значительно слабее (рК_а 11), для них становятся возможны реакции спиртов, не характерные для фенолов, в частности, замещение гидроксогруппы в 2-гидроксипиридине (или, что то же самое, атома кислорода в пиридоне-2):

Алкилирование гидроксипиридинов может протекать по атому азота (например, CH₃I, (CH₃)₂SO₄) или по атому кислорода (например, диазометаном CH₂N₂).

Все изомерные аминопиридины проявляют оснóвные свойства в большей степени, чем незамещённый пиридин, и образуют при протонировании по кольцевому атому азота кристаллические соли. Производные пиридина с аминогруппами в - и -положениях одноосновны, так как положительный заряд делокализуется между двумя атомами азота, что препятствует повторному протонированию.

У -изомера основность выражена слабее, что объясняется отсутствием донорного мезомерного влияния аминогруппы в -положении на кольцевой атом азота (рК_b = 7.4), но в сильнокислых средах 3-аминопиридин способен дважды протонироваться с образованием дикатиона.

Алкилирование аминопиридинов протекает по кольцевому атому азота, а ацилирование — по азоту аминогруппы. Все аминопиридины легко вступают в S_E-реакции по кольцу, причём место вступления электрофила определяется ориентацией аминогруппы.

-Аминопиридин при взаимодействии с азотистой кислотой превращается в соответствующую соль диазония. В случае - и -аминопиридинов соли диазония легко гидролизуются в пиридоны. Причиной тому можно считать высокие эффективные положительные заряды на - и -атомах пиридинового кольца, создаваемые акцепторным влиянием азота, что в свою очередь приводит к дестабилизации катиона диазония. Здесь, как и в гидроксильных производных пиридина, -изомер в большей степени проявляет свойства функциональных производных ароматического ряда, чем - и -производные.

Свойства галогенопроизводных пиридина также в значительной степени зависят от положения атома галогена в пиридиновом кольце. В - и -положениях нуклеофильное замещение протекает значительно легче (возможна прямая нуклеофильная атака по этим атомам углерода — механизм S_N2), а галоген в -положении, как и в неактивированном бензольном кольце, может замещаться только в очень жёстких условиях, по ариновому механизму. Например, для 2,3-дихлорпиридина нагревание с метиламином даёт исключительно продукт замещения по -атому:

Пиридинкарбоновые кислоты (пиколиновая, никотиновая и изоникотиновая) во многом представляют собой типичные ароматические карбоновые кислоты. Однако из-за наличия в их молекулах атома азота в качестве основного центра они могут существовать и в виде внутренней соли (как типичные аминокислоты).

Различия в свойствах карбоксильных групп, находящихся в различных положениях пиридинового цикла, проявляются по отношению к нагреванию, и это можно проиллюстрировать следующим примером:

2,3,4-пиридинтрикарбоновая 3,4-пиридиндикарбоновая никотиновая

кислота (цинхомеровая) кислота

кислота