Piperidino yra organinis junginys, kuris yra kondensuotas formulę (CH 2 ) 5 NH. Jį sudaro ciklinis antrinis aminas, kuriame amino grupė NH yra šešiakampio žiedo, kuris yra heterociklinis, dalis dėl azoto atomo buvimo.
Piperidinas yra azoto cikloheksano versija. Pavyzdžiui, pranešimas struktūrinę formulę piperidino atvaizdo žemiau: tai yra labai panašus į, kad cikloheksano, su vieninteliu skirtumu, kad vienas iš metileno grupių, CH 2 , buvo pakeistas NH.
Piperidino struktūrinė formulė. Šaltinis: NEUROtiker / Public domain
Smalsus šio amino pavadinimas kilęs iš lotyniško žodžio „piper“, kuris reiškia pipirus, nes jis buvo surastas ir susintetintas juoduose pipiruose. Tiesą sakant, klaidingas piperidino aromatas yra pipirų ir žuvies mišinio kvapas.
Jo šešiakampis ir heterociklinis žiedas taip pat yra daugelyje alkaloidų ir vaistų, todėl piperidinas naudojamas organinei tokių produktų sintezei; tokių kaip morfinas, minoksidilas ir resperidonas.
Struktūra
Piperidino molekulinė struktūra. Šaltinis: „Benjah-bmm27“ / Viešoji nuosavybė
Viršutiniame paveikslėlyje yra molekulinė piperidino struktūra, pavaizduota sferų ir juostų modeliu. Juodosios sferos, atitinkančios anglies atomus, sudaro skeletą, kuris būtų tas pats kaip cikloheksanas, jei tai būtų ne azoto atomas, o melsvoji sfera.
Čia galima pamatyti penkis metileno vienetų, CH 2 , ir, kaip jų vandenilio atomai yra įrengtas. Taip pat aiškiai pastebima antrinė aminogrupė NH, kurios elektroneigiamas azotas suteikia molekulės poliškumą.
Todėl piperidinas turi nuolatinį dipolio momentą, kuriame neigiamo krūvio tankis yra sukoncentruotas aplink NH.
Kadangi piperidinas turi dipolio momentą, jo tarpmolekulinės jėgos ar sąveika daugiausia yra dipolio-dipolio tipo.
Tarp dipolio-dipolio sąveikų yra vandenilio ryšiai, kuriuos sukuria gretimų piperidino molekulių NH-NH grupės. Dėl to piperidino molekulės susilieja su skysčiu, kuris verda 106ºC temperatūroje.
Konformacijos
Šešiakampis piperidino žiedas, kaip ir cikloheksano žiedas, nėra plokščias: jo vandenilio atomai kinta ašinėmis (aukščiau arba žemiau) ir pusiaujo (nukreipti į šoną). Taigi piperidinas priima įvairias erdvines formas, o kėdė yra pati svarbiausia ir stabiliausia.
Ankstesniame paveikslėlyje parodytas vienas iš keturių galimų konfomerų, kuriuose NH grupės vandenilio atomas yra pusiaujo padėtyje; tuo tarpu elektronų, kurie neturi bendro azoto, pora, jie yra ašinėje padėtyje (šiuo atveju aukštyn).
Ašinė ašies piperidino formacija. Vandenilio atomas ašinėje padėtyje padidina žiedinę sterinę įtempimą būdamas per arti kitų ašinių ir gretimų vandenilių. Šaltinis: „Benjah-bmm27“ / Viešoji nuosavybė
Dabar parodytas dar vienas konformeris (viršutinis vaizdas), kuriame šį kartą NH grupės vandenilio atomas yra ašinėje padėtyje (aukštyn); ir nedalijamų azoto elektronų pora yra pusiaujo padėtyje (kairėje).
Taigi iš viso yra keturi konformatoriai: du su NH vandeniliu ašinėje ir pusiaujo padėtyje, o dar du, kuriuose azoto elektronų porų santykinės padėtys kėdės atžvilgiu yra skirtingos.
Konformatoriai, kuriuose NH vandenilis yra pusiaujo padėtyje, yra patys stabiliausi dėl to, kad jie kenčia nuo mažesnės sterinės įtampos.
Sintezė
Pirmosios piperidino sintezės kilo iš piperino, vieno iš natūralių jo darinių, kuris yra juodųjų pipirų dalis ir yra atsakingas už kelias šio prieskonio juslines savybes. Piperinas reaguoja su azoto rūgštimi, išleisdamas heterociklinį mazgą, kurio struktūra jau buvo peržiūrėta.
Tačiau pramoninėse skalėse pirmenybė teikiama piperidino sintezei kataliziškai hidrinant piridiną:
Piridino hidrinimas, norint gauti piperidiną. Šaltinis: Steffen 962 per Vikipediją.
Vandenilio atomai, H 2 , jungiasi prie piridino žiedo, kad savo aromatinį sistemą, kuri turi reikalingas metalinių katalizatorių padės.
Dariniai
Piperine
Daug svarbesnis už patį piperidiną yra jo struktūrinis vienetas, atpažįstamas daugybėje alkaloidų ir augalinės kilmės medžiagų. Pavyzdžiui, žemiau yra piperino molekulinė struktūra:
Piperino struktūrinė formulė. Šaltinis: „Neurotiker“ per Vikipediją.
Piperinas turi labai konjuguotą struktūrą; y., ji turi keletą suderintų dvigubų jungčių, sugeriančių elektromagnetinę spinduliuotę, ir vienaip ar kitaip padaro ją netoksišku junginiu žmonių maistui. Jei ne, juodieji pipirai būtų nuodingi.
Coniína
Heterociklinis ir šešiakampis piperidino žiedas taip pat randamas kūne - neurotoksinas, išgaunamas iš hemlocko, atsakingas už nemalonų kvapą ir kuris taip pat buvo naudojamas Sokratui apsinuodyti. Jos struktūra:
Konine struktūrinė formulė. Šaltinis: NEUROtiker / Public domain
Atkreipkite dėmesį, kad koninas beveik nesiskiria nuo piperidino tuo, kad ant anglies, esančio greta NH grupės, yra propilo pakaitalas.
Taigi piperidino dariniai gaunami žiedo vandenilius arba paties NH grupės vandenilį pakeitus kitomis grupėmis arba molekuliniais fragmentais.
Morfinas
Morfino struktūrinė formulė. Šaltinis: NEUROtiker / Public domain
Morfinas yra dar vienas iš natūralių piperidino darinių. Šį kartą piperidino žiedas yra sulydytas su kitais žiedais ir nukreiptas iš plokštumos stebėtojo kryptimi. Ji yra identifikuojama, nes ji sudaro jungtį su CH 3 grupės .
Narkotikai
Piperidinas ir jo dariniai naudojami projektuojant ir sintezuojant įvairių rūšių vaistus. Todėl jie yra sintetiniai piperidino dariniai. Trys iš jų yra išvardyti toliau kartu su jų atitinkamomis struktūrinėmis formulėmis:
Risperidonas, netipinis antipsichozinis vaistas, skiriamas daugelio psichikos sutrikimų gydymui. Šaltinis: Fvasconcellos (aptarimas • prisideda) / Viešoji nuosavybė
Minoksidilis, vazodilatatorius, dažniausiai naudojamas kovojant su alopecija. Šaltinis: Vaccinationist / Public domain
Ikaridinas arba pikaridinas, vabzdžių repelentas, iš kurio gaminami OFF repelentai. Šaltinis: „Arrowsmaster“ / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)
Nuorodos
- Grahamas Solomonsas TW, Craigas B. Fryhle'as. (2011). Organinė chemija. (10 -asis leidimas). „Wiley Plus“.
- Carey F. (2008). Organinė chemija. (Šeštas leidimas). Mc Graw Hill.
- Morrisonas ir Boydas. (1987). Organinė chemija. (Penktas leidimas). Addison-Wesley Iberoamericana.
- Vikipedija. (2020). Piperidinas. Atkurta iš: en.wikipedia.org
- Nacionalinis biotechnologijų informacijos centras. (2020). Piperidinas. „PubChem“ duomenų bazė., CID = 8082. Atkurta iš: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- „Elsevier BV“ (2020). Piperidinas. „ScienceDirect“. Atkurta iš: sciencedirect.com
- Haroldas D. Banksas. (1992). Piperidino sintezė. . Atkurta iš: apps.dtic.mil