Piperidinestructuur, synthese, derivaten, reacties

De Piperidine Het is een organische verbinding waarvan de gecondenseerde formule is (ch₂))₅NH. Het bestaat uit een cyclische secundaire amine, waarbij de aminogroep, NH, deel uitmaakt van een zeshoekige ring, die heterocyclisch is, vanwege de aanwezigheid van het stikstofatoom.

Piperidine wordt de stikstofversie van de cyclohexan. Let bijvoorbeeld op in het lagere beeld de structurele formule van piperidine: het lijkt erg op die van de cyclohexan, met het enige verschil dat een van de methyleengroepen, cho₂, is vervangen door een NH.

Structurele formule van piperidine. Bron: Neurotoger / Public Domain

De nieuwsgierige naam van dit amine komt uit het Latijnse woord 'piper', wat peper betekent, omdat het in de zwarte peper was waar het voor het eerst werd gevonden en gesynthetiseerd. In feite is het aroma van piperidine verward door dat van een mengsel van peper en vis.

De zeshoekige en heterocyclische ring wordt ook gepresenteerd in vele alkaloïden en medicijnen, dus piperidine is bestemd voor de organische synthese van dergelijke producten; zoals morfine, minexidil en de liking.

[TOC]

Structuur

Piperidinemoleculaire structuur. Bron: Benjah-BMM27 / Public Domain

In het bovenste beeld hebben we de moleculaire structuur van de piperidine, weergegeven door een model van bollen en bars. De zwarte bollen, overeenkomend met de koolstofatomen, vormen het skelet dat hetzelfde zou zijn als het cyclohexaan als het niet voor het stikstofatoom is, dat van de blauwachtige bol.

Hier kunt u de vijf methyleeneenheden zien, CH₂, en de manier waarop hun waterstofatomen zijn gerangschikt. Evenzo wordt de secundaire aminogroep duidelijk waargenomen, waarvan de elektrische stikstof polariteit bijdraagt ​​aan de molecuul.

Kan u van dienst zijn: voordelen van chemie voor de samenleving

Daarom heeft piperidine een permanent dipoolmoment, waarin de negatieve belastingsdichtheid is geconcentreerd rond NH.

Door de piperidine een dipoolmoment te hebben, zijn de intermoleculaire krachten of interacties voornamelijk van het dipool-dipolo-type.

Onder de dipolo-dipolo-interacties zijn de waterstofbruggen die zijn vastgesteld door de NH-NH-groepen van naburige piperidinemoleculen aanwezig. Als gevolg hiervan is de cohesie van piperidinemoleculen in een vloeistof die kookt bij een temperatuur van 106 ºC.

Conformaties

De zeshoekige ring van de piperidine, zoals die van de cyclohexan, is niet plat: de waterstofatomen wisselen af ​​in axiale posities (boven of onder) en equatoriaal (gericht op de zijkanten). Piperidine neemt dus verschillende ruimtelijke conformaties aan, waarbij de stoel de belangrijkste en stabiel is.

De vorige afbeelding toont een van de vier mogelijke confóomeren waarin het waterstofatoom van de NH -groep zich in de equatoriale positie bevindt; Terwijl het stikstof -niet -gedeelde elektronenkoppel zich in axiale positie bevindt (in dit geval).

Axiale conformatie van piperidine. Waterstofatoom in axiale positie verhoogt de zustersspanning op de ring omdat hij te dicht bij andere axiale en aangrenzende hydrogenen is. Bron: Benjah-BMM27 / Public Domain

Nu wordt een andere confruero (superieure afbeelding) getoond, waarin deze keer het waterstofatoom van de NH -groep in axiale positie is (omhoog); en het paar stikstof -niet -gedeelde elektronen, in equatoriale positie (links).

Zodat er in totaal vier conformers zijn: twee met de waterstof van NH in axiale en equatoriale posities, en twee andere waarin de relatieve posities van de stikstofelektronen worden gevarieerd ten opzichte van de stoel.

Kan u van dienst zijn: SELEENHYDRIC AUTE (H2SE): wat is, structuur, eigenschappen, gebruik

De conformers waarin NH -waterstof zich in equatoriale positie bevindt, zijn het meest stabiel, omdat ze lijden aan lagere sterische spanningen.

Synthese

De eerste synthese van piperidine. Piperine reageert met salpeterzuur, waardoor de heterocyclische eenheid is losgemaakt waarvan de structuur al is beoordeeld.

Bij industriële schalen heeft de synthese van piperidine echter de voorkeur door de katalytische hydrogenering van de pyridine:

Pyridine -hydrogenering om piperidine te verkrijgen. Bron: Steffen 962 via Wikipedia.

Hydogenen, h₂, Ze sluiten zich aan bij de pyridine -ring die hun aromatische systeem verbreken, waarvoor de hulp van metalen katalysatoren nodig is.

Derivaten

Piperina

Veel belangrijker dan piperidine zelf, is de structurele eenheid, herkenbaar in ontelbare alkaloïden en stoffen van plantaardige oorsprong. Hieronder hebt u bijvoorbeeld de moleculaire structuur van de piperine:

Structurele formule van de piperine. Bron: Neurotoger via Wikipedia.

Piperina heeft een zeer geconjugeerde structuur; Dat wil zeggen, het heeft verschillende dubbele links die met elkaar zijn gecoördineerd die elektromagnetische straling absorberen, en dat ze op de een of andere manier het een niet -toxische verbinding maken voor menselijke consumptie. Als dat zo is, zou de zwarte peper giftig zijn.

Coniína

De heterocyclische en zeshoekige ring van de piperidine wordt ook gevonden in de coní, een neurotoxine geëxtraheerd uit de genezing, verantwoordelijk voor zijn onaangename geur, en die ook werd gebruikt om te vergiftigen. De structuur is:

Kan u van dienst zijn: amiden Coniína structurele formule. Bron: Neurotoger / Public Domain

Merk op dat de coniína nauwelijks verschilt van de piperidine door de aanwezigheid van een propylsubstituent in de koolstof grenzend aan de NH -groep.

Aldus worden piperidinederivaten verkregen door de hydrogenen van de ring te vervangen, of de waterstof van dezelfde NH -groep, door andere moleculaire groepen of fragmenten.

Morfine

Structurele formule van morfine. Bron: Neurotoger / Public Domain

Morfine is een andere natuurlijke derivaten van piperidine. Deze keer wordt de piperidine -ring samengevoegd met andere ringen en wijst uit het vlak, in de richting van de waarnemer. Het wordt geïdentificeerd omdat het een link vormt met de CHO -groep₃.

Drugs

Piperidine en zijn derivaten worden gebruikt voor het ontwerp en de synthese van verschillende soorten geneesmiddelen. Daarom zijn het synthetische derivaten van piperidine. Drie van hen worden vervolgens vermeld samen met hun respectieve structurele formules:

Risperidon, een atypisch antipsychoticum voorgeschreven voor de behandeling van meerdere psychische stoornissen. Bron: FvasConcellos (Talk • Contribs) / Public Domain Minoxidil, een vaatverwijder die meestal wordt gebruikt om met alopecia om te gaan. Bron: Vaccinationist / Public Domain Icaridine of picaridine, een insectenwerend middel dat de formulering van de aanbiedingen samenstelt. Bron: ArrowsMaster/CC BY-S (https: // creativeCommons.Org/licenties/by-sa/4.0)

Referenties

1. Graham Solomons T.W., Craig B. Friteuse. (2011). Organische chemie. (10^e Editie.)). Wiley Plus.
2. Carey F. (2008). Organische chemie. (Zesde editie). MC Graw Hill.
3. Morrison en Boyd. (1987). Organische chemie. (Vijfde editie). Addison-Wesley IberoAmericana.
4. Wikipedia. (2020). Piperidine. Opgehaald uit: in.Wikipedia.borg
5. Nationaal centrum voor biotechnologie -informatie. (2020). Piperidine. PubChem -database., CID = 8082. Hersteld van: pubchem.NCBI.NLM.NIH.Gov
6. Elsevier B.V. (2020). Piperidine. Wetenschappelijk. Opgehaald uit: Scientedirect.com
7. Harold D. Banken. (1992). Piperidinesynthese. [PDF]. Hersteld van: apps.Dicteren.duizend