Пиперидина је органско једињење које се кондензује формулу (ЦХ 2 ) 5 НХ. Састоји се од цикличког секундарног амина, где је амино група, НХ, део хексагоналног прстена, који је хетероциклички, услед присуства атома азота.
Пиперидин је азотна верзија циклохексана. На пример, приметио структурну формулу пиперидина на слици испод: веома је сличан оном из циклохексана, са једином разликом да је један од метилен група, ЦХ 2 , замењен од стране НХ.
Структурна формула пиперидина. Извор: НЕУРОтикер / Публиц домаин
Знатижељно име овог амина долази од латинске речи 'пипер', што значи бибер, јер је у црној паприци први пут пронађен и синтетизован. У ствари, арома пиперидина се погрешно односи на мешавину бибера и рибе.
Његов шестерокутни и хетероциклични прстен такође је присутан у многим алкалоидима и лековима, па се пиперидин користи за органску синтезу таквих производа; као што су морфиј, миноксидил и респеридон.
Структура
Молекуларна структура пиперидина. Извор: Бењах-бмм27 / Публиц домаин
На горњој слици имамо молекуларну структуру пиперидина, представљену моделом сфера и шипки. Црне сфере, које одговарају атомима угљеника, чине костур који би био исти као циклохексан да није атома азота, плаве сфере.
Овде можете видети пет метилен јединица, ЦХ 2 , а како је њихов атоми водоника су распоредјени. Исто тако, јасно се опажа секундарна амино група, НХ, чији електронегативни азот даје поларитет молекули.
Због тога пиперидин има трајни диполни момент, у коме је густина негативног наелектрисања концентрисана око НХ.
Како пиперидин има диполни момент, његове интермолекуларне силе или интеракције претежно су типа дипол-дипола.
Међу интеракцијама дипол-дипол присутне су водоничне везе које су успоставиле НХ-НХ групе суседних молекула пиперидина. Као резултат тога, молекули пиперидина се стапају у течност која кључа на температури од 106 ° Ц.
Конформације
Шестерокутни прстен пиперидина, попут оног у циклохексану, није раван: његови атоми водоника се наизменично окрећу у аксијалним положајима (изнад или испод) и екваторијално (усмерено на страну). Тако пиперидин усваја различите просторне конформације, при чему је столица најважнија и стабилна.
Претходна слика приказује један од четири могућа конфомера у којима се атом водоника НХ групе налази у екваторијалном положају; док је пар електрона који не деле азот, а налазе се у аксијалном положају (у овом случају према горе).
Аксијална конформација пиперидина. Атом водоника у аксијалном положају повећава стерицни напон на прстену преблизу другим аксијалним и суседним водоникима. Извор: Бењах-бмм27 / Публиц домаин
Сада је приказан још један конформер (горња слика), у којем је овај пут атом водоника НХ групе у аксијалном положају (према горе); и пар неподељених електрона азота, у екваторијалном положају (лево).
Дакле, укупно постоје четири конформатора: два са водоником НХ у аксијалном и екваторијалном положају, и друга два у којима су различити положаји пара електрона у односу на столицу.
Конформатори у којима је водоник НХ у екваторијалном положају су најстабилнији, због чињенице да пате од нижих стерицних напетости.
Синтеза
Прве синтезе пиперидина произашле су из пиперина, једног од његових природних деривата који је део црног бибера и одговоран је за неколико органолептичких својстава ове зачине. Пиперин реагира са азотном киселином, ослобађајући хетероцикличку јединицу чија је структура већ ревидирана.
Међутим, на индустријским вагама је пожељна синтеза пиперидина каталитичким хидрогенацијом пиридина:
Хидрогенација пиридина ради добијања пиперидина. Извор: Стеффен 962 путем Википедије.
Водоника, Х 2 , везују за пиридин прстен, разбијање свој ароматични систем, за које је потребна помоц металних катализатора.
Деривати
Пиперине
Много је важнија од самог пиперидина његова структурна целина, препознатљива по безброј алкалоида и супстанци биљног порекла. На пример, испод је молекуларна структура пиперина:
Структурна формула пиперина. Извор: Неуротикер путем Википедије.
Пиперин има високо коњуговану структуру; то јест, има неколико координираних двоструких веза које апсорбују електромагнетно зрачење и које га, на овај или онај начин, чине нетоксичним једињењем за људску употребу. Ако не, црна бибер била би отровна.
Цониина
Хетероциклични и шестерокутни прстен пиперидина налази се такође у конинусу, неуротоксину који је издвојен из хемока, одговоран за његов непријатни мирис, а који је такође коришћен за тровање Сократа. Његова структура је:
Структурна формула цониина. Извор: НЕУРОтикер / Публиц домаин
Имајте на уму да се кониин тешко разликује од пиперидина по присуству пропилног супституента на угљенику поред НХ групе.
Тако се деривати пиперидина добијају заменом водоника у прстену, или водоника саме НХ групе, другим групама или молекуларним фрагментима.
Морфиј
Структурна формула морфија. Извор: НЕУРОтикер / Публиц домаин
Морфин је још један од природних деривата пиперидина. Овог пута је пиперидински прстен спојен са другим прстеновима и показује тачку према равнини, у правцу посматрача. Идентификује се јер представља везу са ЦХ 3 групе .
Дрога
Пиперидин и његови деривати користе се за дизајн и синтезу различитих врста лекова. Због тога су синтетички деривати пиперидина. Три од њих су наведене доле, заједно са њиховим структурним формулама:
Рисперидон, атипични антипсихотик прописан за лечење вишеструких менталних поремећаја. Извор: Фвасцонцеллос (разговори • доприноси) / Јавно власништво
Миноксидил, вазодилататор који се обично користи за решавање алопеције. Извор: Вакцинацист / Јавно власништво
Ицаридин или пикаридин, средство против инсеката које чини формулацију ОФФ репеланата. Извор: Арровсмастер / ЦЦ БИ-СА (хттпс://цреативецоммонс.орг/лиценсес/би-са/4.0)
Референце
- Грахам Соломонс ТВ, Цраиг Б. Фрихле. (2011). Органска хемија. (10 Тх издање.). Вилеи Плус.
- Цареи Ф. (2008). Органска хемија. (Шесто издање). Мц Грав Хилл.
- Моррисон и Боид. (1987). Органска хемија. (Пето издање). Аддисон-Веслеи Ибероамерицана.
- Википедиа. (2020). Пиперидин. Опоравак од: ен.википедиа.орг
- Национални центар за информације о биотехнологији. (2020). Пиперидин. ПубЦхем база података., ЦИД = 8082. Опоравак од: пубцхем.нцби.нлм.них.гов
- Елсевиер БВ (2020). Пиперидин. СциенцеДирецт. Опоравак од: сциенцедирецт.цом
- Харолд Д. Банкс. (1992). Синтеза пиперидина. . Опоравак од: аппс.дтиц.мил