聊聊吡啶

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吡啶是实验室中经常接触到的一种有机物,它是一种无色或淡黄色液体而且具有恶臭,高浓度或长期接触会有健康危害。吡啶的制取方法有:天然煤焦油中获得;乙醛和氨制备;乙炔、氨和甲醇制备。吡啶结构存在于许多药物中,同时吡啶衍生物也是重要的化工原料。由于吡啶会和氯化钙络合,因此常用氢氧化钾(钠)对其干燥。

“男不用吡啶,女不用呋喃”的说法真的科学么?任何化学溶剂和化学药品长期接触或高浓度接触都会对身体造成不可逆转的伤害。关于上面这句话我查阅了一些资料,找到了一些关于吡啶和呋喃毒理的研究报告,准备详细的介绍一下,至于是否可信,我也不太清楚;由于每个人的身体素质都有差别,有些人可能会对吡啶和呋喃过敏,或者有其它特异性的不良反应。只“中立”性的介绍,不对特例额外照顾。

用过吡啶的小伙伴都知道,吡啶很臭,闻到后会让人感觉恶心(也可能会有人感觉吡啶的气味儿很香,闻了神清气爽),它能麻痹我们的中枢神经系统,对眼睛和呼吸道都有刺激感;长期吸入会使人头晕目眩,失眠多梦,步履蹒跚及消化功能紊乱,也会引起皮肤病变等;同时也会造成肝脏和肾脏损害,肾不行了,生育能力肯定会有影响的,这个损害不分男女;误服吡啶可直接致死,高浓度吸入后会出现呼吸困难,脑仁儿发懵,随后会出现反胃恶心,身体乏力甚至出现大小便失禁等现象,并未找到吡啶直接影响生育能力的研究报告。为什么选择这个职业,不问原因;我们能做的只有做好防护,减少直接接触。肆意放大吡啶影响生育能力的谣传,只为博取眼球,进而让我们对吡啶“敬而远之”;任何说法都要讲究科学依据,我们要学会用科学的眼光来洞穿谣言,用科学的方法来守护自己的健康。

要辩证的看待问题。伞,遮得了天上的雨,却遮不住心里的雨,我们索性把心灵洗一洗,总会雨过天晴,风轻云淡。

实验室必备四神装,即手套、口罩、防护眼镜和口罩,无论实验做得好不好,防护知识要记牢,进出实验室四神装不可少。目前大多数公司的实验室条件做的都很好,通风也很到位,我们平时只要稍加注意,就能将吡啶的危害降低到最小。一定要养成良好的实验习惯,提高自己的安全意识,不戴手套坚决不碰实验室里面的任何药品和试剂,勤洗手。

“呋喃”指的是四氢呋喃还是呋喃,应该是指呋喃而不是四氢呋喃。四氢呋喃是一种环醚,其性质和乙醚相似,乙醚曾经在医学上作为麻醉剂使用,而且是吸入全身麻醉,现在医学上麻醉不用它的原因是乙醚易燃,易爆,因此不能和电器设备同时使用,而并不是因为其毒性。有人专门对四氢呋喃的致癌性进行了研究,老鼠在长期接触下也仅增加了癌症的发病概率,短期接触几乎没有什么影响;无论什么试剂和化学药品,长期接触都会对身体有影响的;抽烟喝酒也是一样的道理,每个人的身体素质都有差别,有些人长期抽烟喝酒,但是还很长寿,有些人年纪轻轻就不行了;为了身体健康,还是尽量不要抽烟喝酒,勤于锻炼,保持良好的心态。而呋喃的毒性比四氢呋喃要大,研究表明老鼠口服呋喃不仅会造成睾丸病变,也会造成卵巢病变,这两种器官病变了,生育能力肯定会打折扣的。而口服四氢呋喃的老鼠却不会出来以上两种器官的病变。呋喃的毒性比四氢呋喃的毒性大一些,在使用时一定要做好安全防护,避免直接接触及误服。简单说一下:做毒理实验时让老鼠口服,为了让有害物质快速地进入机体,危害效果来地更快更直接一些。我们平时在实验室里的吸入及头发皮肤渗入最终都会进入机体,属于长期接触,缓慢进入。

综上:“男不用吡啶,女不用呋喃”的说法不太严谨。要想受到的危害小一些,一定要做好防护措施。

下面介绍一下吡啶的化学性质。吡啶因其独特的结构,氮原子上有一对朝外的孤对电子,因此它具有碱性,在有机反应中常用作有机碱-缚酸剂使用。想起曾经的一道题目,比较吡啶、苯胺和吡咯三者碱性的强弱,如下图:

聊聊吡啶

三者碱性比较如图所示。三者氮上的孤对电子都用红点表示出来了,分析一下原因:有这么一种说法,sp3杂化的氮碱性比sp2杂化的氮碱性强;上面三种化合物上氮原子都是sp2杂化,因此比较它们的碱性,就要比较氮上孤对电子了,即氮上电子云密度;吡啶的氮原子上有一对未共用的孤对电子,它不参与环上的共轭体系,苯胺的氮原子上的孤对电子与苯环存在p-Π共轭,从而降低了氮原子上的电子云密度,吡咯的氮原子上的孤对电子完全归属于共轭体系,没有电子可以给出,因此不具备碱性。

用吡啶做碱的反应怎么后处理?吡啶在浓缩的时候很难浓缩干,如果带着它直接柱层析,可能会使柱层析的分离度变地很差,因此在柱层析前,还是尽量把吡啶处理干净。少量的吡啶可以直接浓缩,然后再用其它溶剂带几次即可;大量的吡啶处理起来比较麻烦,原因在于气味儿特别难闻,经久不衰。可以先浓缩除去大部分的吡啶,用EA(不建议用DCM)溶解剩余物,然后用稀酸水溶液或饱和柠檬酸水溶液将吡啶洗掉。

吡啶能与强的亲核试剂发生亲核取代反应,主要生成α-取代产物,如齐齐巴宾反应。吡啶几乎不能进行傅克反应,可以进行亲电取代反应,性质类似于硝基苯,比苯环难于发生卤化、磺化和硝化反应。如果要对吡啶环进行修饰,一般会将其做成吡啶氮氧化物,它的性质类似于氯苯,比硝基苯易于发生某些类型的反应,往期有关于吡啶氮氧化物的介绍,感兴趣的可以学习一下。吡啶环比苯环难于氧化开环,吡啶可以通过催化氢化等条件还原成六氢吡啶(即哌啶),它的气味儿也很大。

在实验室,一定要做好安全防护,用到新的试剂时,自己可以先去查查它的MSDS;在处理毒性或气味儿比较大的反应时,需要提前告知正在实验室工作的其他人,让其做好心理准备。有毒有害及危险的试剂一定要按照正规的方法处理,以免对身体造成更多的危害。

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