Efecto electromérico autógeno en el N-óxido de piridina y su nitración

ResumenLinton encontró que el momento dipolo del N-óxido de piridina es mucho menor que el valor teórico esperado. Debido a este resultado, propuso la existencia de 3 ‘estructuras excitadas’, con carga eléctrica negativa en las posiciones 2, 4 y 6 del anillo piridínico. Sin embargo, en una reacción de sustitución electrofílica típica como lo es la nitración, solamente se obtiene el producto de reacción en la posición 4. Esta discrepancia entre lo propuesto por Linton y la reactividad observada nos indujo a estudiar las propiedades físicas del N-óxido de piridina, ya que su reactividad es resultante de las mismas. Por otra parte, las estructuras con carga negativa en el anillo requieren una polarización inesperada y hubo que proponer un mecanismo viable de formación, mediante inducción intermolecular, como se detalla en la Discusión. Además, se encontró que solamente una de las tres estructuras antes propuestas tiene soporte tanto por la reactividad observada como por datos de resonancia magnética nuclear de carbono 13. Al descartar 2 de las ‘estructuras excitadas’ de Linton, se ha explicado por qué la nitración del N-óxido de piridina es regioselectiva.

Linton found out that the dipole moment of pyridine N-oxide is appreciably smaller than the expected theoretical value. Thus, he postulated the contribution of three ‘excited structures’, with a negative electric charge at the 2-, 4- and 6-position. However, a typical electrophilic substitution such as nitration, afforded only the 4-nitro derivative. This discrepancy between theory and experiment prompted us to study the pyridine N-oxide physical properties, since its reactivity is derived from them. Besides, these negative charged rings require an unexpected polarization and a reaction mechanism must be provided. We propose intermolecular induced polarization as a viable path. We uncovered that only one of the three structures before mentioned is supported by the observed reactivity and by 13C nuclear magnetic resonance data. On rejecting 2 of the Linton’ s ‘excited structures’, we have explained the regioselectivity found in pyridine N-oxide nitration