Пиперидин - Piperidine

Пиперидин[1]
Piperidin.svg
Пиперидин-экваториальный-3D-шары-B.png
Пиперидин-3D-vdW.png
Имена
Предпочтительное название IUPAC
Пиперидин[2]
Другие имена
Гексагидропиридин
Азациклогексан
Пентаметиленамин
Азинан
Идентификаторы
3D модель (JSmol )
ЧЭБИ
ЧЭМБЛ
ChemSpider
ECHA InfoCard100.003.467 Отредактируйте это в Викиданных
Номер RTECS
  • TM3500000
UNII
Характеристики
C5ЧАС11N
Молярная масса85.150 г · моль−1
ВнешностьБесцветная жидкость
ЗапахПодобный семени[3], ихтисовый, аммиачный, острый
Плотность0,862 г / мл
Температура плавления -7 ° С (19 ° F, 266 К)
Точка кипения 106 ° С (223 ° F, 379 К)
Смешиваемый
Кислотность (пKа)11.22[4][5]
-64.2·10−6 см3/ моль
Вязкость1.573 cP при 25 ° C
Опасности
Паспорт безопасностиMSDS1,MSDS2
Легковоспламеняющийся (F)
Токсичный (Т)
R-фразы (устарело)R11, R23 / 24, R34
NFPA 704 (огненный алмаз)
Родственные соединения
Родственные соединения
Пиридин
Пирролидин
Пиперазин
Если не указано иное, данные для материалов приводятся в их стандартное состояние (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
проверитьY проверять (что проверитьY☒N ?)
Ссылки на инфобоксы

Пиперидин является органическое соединение с молекулярной формулой (CH2)5NH. Этот гетероциклический амин состоит из шестичленного кольца, содержащего пять метиленовые мостики (–CH2-) и один аминный мостик (–NH–). Это бесцветная жидкость с неприятным запахом, типичным для амины.[6] Название происходит от названия рода Пайпер, что на латыни означает перец.[7] Хотя пиперидин является распространенным органическим соединением, он наиболее известен как типичный структурный элемент во многих фармацевтических и алкалоиды, например, встречающиеся в природе соленопсины.[8]

Производство

О пиперидине впервые сообщил в 1850 году шотландский химик. Томас Андерсон и снова, независимо, в 1852 году французский химик Огюст Кахур, который назвал это.[9][10][11] Оба мужчины получили пиперидин в результате реакции пиперин с азотной кислотой.

Промышленно пиперидин производится гидрирование из пиридин, обычно более дисульфид молибдена катализатор:[12]

C5ЧАС5N + 3 H2 → С5ЧАС10NH

Пиридин также может быть восстановлен до пиперидина посредством модифицированного Сокращение березы с помощью натрий в этиловый спирт.[13]

Естественное появление пиперидина и производных

Сам пиперидин был получен из черный перец,[14][15] из Псилокаулон абсимил (Aizoaceae ),[16] И в Петросимония монандра.[17]

Структурный мотив пиперидина присутствует во многих природных алкалоиды. К ним относятся пиперин, который дает черный перец его пряный вкус. Это дало составу название. Другими примерами являются огненный муравей токсин соленопсин,[18] то никотин аналог анабазин древесного табака (Никотиана глаука ), лобелин из Индийский табак, и токсичный алкалоид Coniine из яд болиголов, который использовался для Сократ до смерти.[19]

Конформация

Пиперидин предпочитает конформация стула, похожий на циклогексан. В отличие от циклогексана, пиперидин имеет две различные конформации кресла: одна со связью N – H в осевое положение, а другой в экваториальном положении. После долгих споров в 1950–1970-х годах было обнаружено, что экваториальная конформация более стабильна на 0,72 ккал / моль в газовой фазе.[20] В неполярные растворители был оценен диапазон от 0,2 до 0,6 ккал / моль, но в полярных растворителях аксиальный конформер может быть более стабильным.[21] Два конформера быстро преобразуются через азотная инверсия; свободная энергия активационный барьер для этого процесса, оцениваемое в 6,1 ккал / моль, значительно ниже, чем 10,4 ккал / моль для инверсия кольца.[22] В случае N-метилпиперидин, экваториальная конформация предпочтительнее 3,16 ккал / моль,[20] что намного больше, чем предпочтение в метилциклогексан, 1,74 ккал / моль.

Пиперидин-осевые-3D-шары-A.png
Пиперидин-экваториальный-3D-шары-A.png
осевая конформация
экваториальное строение

Реакции

Пиперидин широко используется для превращения кетоны к енамины.[23] Енамины, полученные из пиперидина, являются субстратами в Алкилирование енамином аиста реакция.[24]

При лечении гипохлорит кальция, пиперидин превращается в N-хлорпиперидин, а хлорамин с формулой C5ЧАС10NCl. Образующийся хлорамин подвергается дегидрогалогенирование чтобы предоставить циклический имин.[25]

Химические сдвиги ЯМР

Использует

Пиперидин используется как растворитель и как основание. То же верно и для некоторых производных: N-формилпиперидин это полярный апротонный растворитель с лучшей растворимостью в углеводородах, чем другие амидные растворители, и 2,2,6,6-тетраметилпиперидин очень стерически затрудненный база, полезная из-за низкого нуклеофильность и высокая растворимость в органические растворители.

Существенное промышленное применение пиперидина - производство дипиперидинилдитиурамтетрасульфида, который используется в качестве ускорителя вулканизация серы резины.[12]

Список лекарств пиперидина

Миноксидил является производным пиперидина, широко используемым для предотвращения выпадения волос.

Пиперидин и его производные являются стандартными строительными блоками в фармацевтических препаратах.[26] и тонкие химикаты. Структура пиперидина встречается, например, в:

Пиперидин также обычно используется в реакциях химического разложения, таких как определение последовательности ДНК в расщеплении конкретных модифицированных нуклеотиды. Пиперидин также обычно используется в качестве основы для снятие защиты из Fmoc -аминокислоты используется в твердой фазе пептидный синтез.

Пиперидин указан как прекурсор Таблицы II под Конвенция Организации Объединенных Наций о борьбе с незаконным оборотом наркотических средств и психотропных веществ из-за его использования (пик в 1970-х годах) в подпольном производстве PCP (1- (1-фенилциклогексил) пиперидин, также известный как ангельская пыль, шермы, влажные и т. Д.).[27]

Рекомендации

  1. ^ Международная карта химической безопасности 0317
  2. ^ «Переднее дело». Номенклатура органической химии: Рекомендации ИЮПАК и предпочтительные названия 2013 (Синяя книга). Кембридж: Королевское химическое общество. 2014. с. 142. Дои:10.1039 / 9781849733069-FP001. ISBN  978-0-85404-182-4.
  3. ^ Амур, Дж. Э. (1975). «Специфическая аносмия к 1-пирролину: первичный запах спермы». J. Chem. Ecol. 1 (3): 299–310. Дои:10.1007 / BF00988831. S2CID  19318345.
  4. ^ Холл, Х. К. (1957). «Соотношение основных сильных сторон аминов». Варенье. Chem. Soc. 79 (20): 5441–5444. Дои:10.1021 / ja01577a030.
  5. ^ пKа значение пиперидиния (протонированного пиперидина), соответствующее pKб значение 2,78 для пиперидина.
  6. ^ Фрэнк Джонсон Велчер (1947). Органические аналитические реагенты. Д. Ван Ностранд. п.149.
  7. ^ Сеннинг, Александр (2006). Словарь химиоэтимологии Elsevier. Амстердам: Эльзевир. ISBN  978-0-444-52239-9.
  8. ^ Пианаро, Адриана; Фокс, Эдуардо Г.П .; Bueno, Odair C .; Марсайоли, Анита Дж. (Май 2012 г.). «Экспресс-анализ конфигурации соленопсинов». Тетраэдр: асимметрия. 23 (9): 635–642. Дои:10.1016 / j.tetasy.2012.05.005.
  9. ^ Варнхофф, Эдгар В. (1998). «Когда пиперидин был структурной проблемой» (PDF). Вестник истории химии. 22: 29–34. открытый доступ
  10. ^ Андерсон, Томас (1850). "Vorläufiger Bericht über die Wirkung der Salpetersäure auf organische Alkalien" [Предварительный отчет о влиянии азотной кислоты на органические щелочи]. Annalen der Chemie und Pharmacie. 75: 80–83. Дои:10.1002 / jlac.18500750110. открытый доступ
  11. ^ Каур, Огюст (1852). "Recherches sur un nouvel alcali dérivé de la pipérine" [Исследования новой щелочи на основе пиперина]. Comptes Rendus. 34: 481–484. L'alcali nouveau dérivé de la pipérine, que je désignerai sous le nom de 'pipéridine',… (Новая щелочь, полученная из пиперина, которую я назову «пиперидин»,… открытый доступ
  12. ^ а б Эллер, Карстен; Хенкес, Эрхард; Россбахер, Роланд; Хёке, Хартмут. «Амины алифатические». Энциклопедия промышленной химии Ульмана. Вайнхайм: Wiley-VCH. Дои:10.1002 / 14356007.a02_001.
  13. ^ Marvel, C. S .; Лазье, В. А. (1929). «Бензоилпиперидин». Орг. Синтезатор. 9: 16. Дои:10.15227 / orgsyn.009.0016.
  14. ^ Späth; Englaender (1935). "Über das Vorkommen von Piperidin im schwarzen Pfeffer". Chemische Berichte. 68 (12): 2218–2221. Дои:10.1002 / cber.19350681211.
  15. ^ Пикте, Аме; Пикте, Рене (1927). "Sur l'alcaloïde volatil du poivre". Helvetica Chimica Acta. 10: 593–595. Дои:10.1002 / hlca.19270100175.
  16. ^ Римингтон, Клод (1934). "Псилокаулон абсимил N.E.Br. как базовый яд ». Южноафриканский научный журнал. 31: 184–193. HDL:10520 / AJA00382353_6425.
  17. ^ Юращевский; Степанов (1939). J. Gen. Chem. СССР. 9: 1687. Отсутствует или пусто | название = (помощь)
  18. ^ Arbiser, J. L .; Кау, Т .; Конар, М .; и другие. (2007). «Соленопсин, алкалоидный компонент огненного муравья (Solenopsis invicta), представляет собой встречающийся в природе ингибитор передачи сигналов фосфатидилинозитол-3-киназы и ангиогенеза ». Кровь. 109 (2): 560–5. Дои:10.1182 / кровь-2006-06-029934. ЧВК  1785094. PMID  16990598.
  19. ^ Томас Андерсон Генри (1949). Алкалоиды растений (4-е изд.). Компания Блейкистон.
  20. ^ а б Карбаллейра, Луис; Перес Хусте, Игнасио (1998). «Влияние уровня расчета и эффект метилирования на аксиальное / экваториальное равновесие в пиперидинах». Журнал вычислительной химии. 19 (8): 961–976. Дои:10.1002 / (SICI) 1096-987X (199806) 19: 8 <961 :: AID-JCC14> 3.0.CO; 2-A.
  21. ^ Блэкберн, Ян Д.; Катрицки, Алан Р .; Ёсито Такеучи (1975). «Конформация пиперидина и его производных с дополнительными кольцевыми гетероатомами». Соотв. Chem. Res. 8 (9): 300–306. Дои:10.1021 / ar50093a003.
  22. ^ Anet, F. A. L .; Явари, Исса (1977). «Азотная инверсия в пиперидине». Варенье. Chem. Soc. 99 (8): 2794–2796. Дои:10.1021 / ja00450a064.
  23. ^ Kane, Vinayak V .; Джонс, Мейтленд младший (1990). «Спиро [5.7] тридека-1,4-диен-3-он». Органический синтез.; Коллективный объем, 7, п. 473
  24. ^ Смит, Майкл Б .; Март, Джерри (2001). Мартовская продвинутая органическая химия: реакции, механизмы и структура (5-е изд.). Wiley-Interscience. ISBN  978-0-471-58589-3.
  25. ^ Claxton, Джордж П .; Аллен, Ллойд; Гризар, Дж. Мартин (1977). «Тример 2,3,4,5-тетрагидропиридина». Органический синтез. 56: 118. Дои:10.15227 / orgsyn.056.0118.
  26. ^ Витаку, Э., Д. Т. Смит и Дж. Т. Нджардарсон (2014). «Анализ структурного разнообразия, моделей замещения и частоты гетероциклов азота среди фармацевтических препаратов, одобренных FDA США». Журнал медицинской химии. 57 (24): 10257–10274. Дои:10.1021 / jm501100b. PMID  25255204.CS1 maint: использует параметр авторов (связь)
  27. ^ «Список прекурсоров и химических веществ, часто используемых при незаконном изготовлении наркотических средств и психотропных веществ, находящихся под международным контролем» (PDF). Международный комитет по контролю над наркотиками. Архивировано из оригинал (PDF) на 27 февраля 2008 г.

внешняя ссылка