概述

吡啶衍生物廣泛應用于有機合成化學、材料化學、配位化學和藥物研發(fā)等研究領(lǐng)域，因此引起化學家的研究興趣。綜述近年來多取代吡啶衍生物合成方法研究進展，該類化合物在醫(yī)藥和農(nóng)藥領(lǐng)域均有應用，發(fā)展前景廣闊[1]。本篇我們介紹的4-溴-2-甲基吡啶是一種含鹵吡啶衍生物，英文名稱為4-Bromo-2-methylpyridine，分子和分子量分別為C₆H₆BrN和172.02。該物質(zhì)常溫常壓下表現(xiàn)為無色至淡黃色透明液體，熔點26-27 ℃，沸點則為195.7℃ at 760 mmHg。

合成工藝

為優(yōu)化4-溴-2-甲基吡啶及其衍生物的合成條件，在微波(120℃)條件下，采用水/1,4-二氧六環(huán)(5:1)的混合溶劑，研究堿(縛酸劑)及催化劑對Suzuki偶聯(lián)反應的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，碳酸鉀和[1,1'-雙(二苯基膦基)二茂鐵]二氯化鈀的組合為最優(yōu)條件。經(jīng)優(yōu)化，收率提高30%，總收率達81%。該優(yōu)化后條件高效綠色，收率顯著提高，且該條件具有較好的底物適應性[2]。

有關(guān)研究

雜環(huán)化合物是一種分子中含有雜環(huán)結(jié)構(gòu)的有機物，除碳原子(C)外，還含有氮原子(N)、氧原子(O)或硫原子(S)等非碳原子共同構(gòu)成環(huán)，其中N、O、S等非碳原子被統(tǒng)稱為雜原子，本篇介紹的4-溴-2-甲基吡啶即為雜環(huán)化合物。對于雜化環(huán)中雜原子的數(shù)量，既可以含有一個也可以含有多個。對于雜原子的種類，可以是一種也可以是多種。生活中絕大多數(shù)香料、染料以及醫(yī)藥農(nóng)藥等都為雜環(huán)化合物或以雜環(huán)化合物為前驅(qū)物所合成，同時雜環(huán)化合物在工業(yè)生產(chǎn)中也起著敏化劑和穩(wěn)定劑的作用。而雜環(huán)化合物具有如此廣泛的應用，與其獨特的結(jié)構(gòu)是無法分開的。物質(zhì)的結(jié)構(gòu)決定其性質(zhì)，因此對典型雜環(huán)化合物的結(jié)構(gòu)進行更加深入的分析是有必要的。

壓強作為一種基本的熱力學參量，可以在無外界雜質(zhì)引入時，有效的對物質(zhì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)、分子間相互作用進行調(diào)控。在對物質(zhì)施加壓強的過程中，以宏觀層面分析，物質(zhì)的體積減小。以微觀層面分析，物質(zhì)內(nèi)部分子間距離縮短、鍵長減小、電子軌道重疊程度加劇，從而導致物質(zhì)發(fā)生結(jié)構(gòu)相變。同時，外界壓強也可以降低物質(zhì)間的化學反應勢壘，進而誘導物質(zhì)發(fā)生在常壓下難以或無法完成的反應。因此高壓科學為探索已有物質(zhì)的結(jié)構(gòu)相變、新型材料的合成提供了有效的思路和手段。在壓強高達21 GPa時，吡啶的大部分拉曼振動模式消失，進一步加熱則會使所有拉曼振動模式消失，由此可以推測吡啶出現(xiàn)了壓強誘導的非晶化現(xiàn)象，最終進入無定形態(tài)，由此可以說明無氫鍵作用的吡啶分子具有更好的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。對樣品卸壓處理后，通過分析拉曼光譜，只有未加熱部分可恢復至常壓相，而加熱部分則無法恢復，這說明在高溫高壓共同作用下導致的吡啶非晶化過程是不可逆的。上述研究為4-溴-2-甲基吡啶等其他吡啶衍生物的相變研究提供了思路[3]。

參考文獻

[1]燕子紅,李金蘭,鄭源松,等.多取代吡啶衍生物合成及在醫(yī)藥和農(nóng)藥領(lǐng)域應用研究進展[J].化學教育(中英文),2023,44(18):1-16.DOI:10.13884/j.1003-3807hxjy.2022010187.

[2]韓鵬杰,初雪梅,王聰,等.4-溴-2-甲基吡啶及其衍生物的合成工藝優(yōu)化研究[J].浙江海洋學院學報（自然科學版）, 2019(003):038.

[3]陳胤圻.高壓下吡啶及其衍生物的拉曼光譜研究[D].吉林大學,2023.DOI:10.27162/d.cnki.gjlin.2023.003502.