stringtranslate.com

Пиперидин

Пиперидин — органическое соединение с молекулярной формулой (CH 2 ) 5 NH. Этот гетероциклический амин состоит из шестичленного кольца, содержащего пять метиленовых мостиков (–CH 2 –) и один аминный мостик (–NH–). Это бесцветная жидкость с запахом, описываемым как неприятный, типичный для аминов . [6] Название происходит от названия рода Piper , что является латинским словом для перца . [7] Хотя пиперидин является распространенным органическим соединением, он наиболее известен как представительный структурный элемент во многих фармацевтических препаратах и ​​алкалоидах , таких как природные соленопсины . [8]

Производство

Пиперидин был впервые описан в 1850 году шотландским химиком Томасом Андерсоном, а затем, независимо, в 1852 году французским химиком Огюстом Каурсом , который дал ему название. [9] [10] [11] Оба они получили пиперидин путем реакции пиперина с азотной кислотой .

В промышленности пиперидин получают путем гидрирования пиридина , обычно в присутствии катализатора дисульфида молибдена : [12]

С5Н5Н + 3Н2 → С5Н10NH​​​​​​

Пиридин также можно восстановить до пиперидина с помощью модифицированного восстановления Берча с использованием натрия в этаноле . [13]

Природное происхождение пиперидина и его производных

Сам пиперидин был получен из черного перца , [14] [15] из Psilocaulon absimile ( Aizoaceae ), [16] и из Petrosimonia monandra . [17]

Структурный мотив пиперидина присутствует во многих природных алкалоидах . К ним относится пиперин , который придает черному перцу его острый вкус. Это дало соединению его название. Другими примерами являются токсин огненного муравья соленопсин , [18] аналог никотина анабазин из древесного табака ( Nicotiana glauca ), лобелин из индийского табака и токсичный алкалоид кониин из ядовитого болиголова , который был использован для казни Сократа . [19]

Конформация

Пиперидин предпочитает конформацию кресла , похожую на циклогексан . В отличие от циклогексана, пиперидин имеет две различимые конформации кресла: одну со связью N–H в аксиальном положении , а другую 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 неполярных растворителях 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 взаимопревращаются посредством инверсии азота ; барьер активации свободной энергии для этого процесса, оцененный в 6,1 ккал/моль, существенно ниже, чем 10,4 ккал/моль для инверсии кольца . [22] В случае N -метилпиперидина экваториальная конформация предпочтительнее на 3,16 ккал/моль, [20] что намного больше предпочтения в метилциклогексане , 1,74 ккал/моль.

Реакции

Пиперидин широко используется для преобразования кетонов в енамины . [23] Энамины, полученные из пиперидина, являются субстратами в реакции алкилирования енаминов Сторка . [24]

При обработке гипохлоритом кальция пиперидин превращается в N-хлорпиперидин , хлорамин с формулой C5H10NCl . Полученный хлорамин подвергается дегидрогалогенированию с образованием циклического имина. [ 25]

ЯМР химический контроль

Использует

Пиперидин используется как растворитель и как основание . То же самое справедливо и для некоторых производных: N -формилпиперидин является полярным апротонным растворителем с лучшей растворимостью в углеводородах, чем другие амидные растворители, а 2,2,6,6-тетраметилпиперидин является сильно стерически затрудненным основанием, полезным из-за его низкой нуклеофильности и высокой растворимости в органических растворителях .

Значительное промышленное применение пиперидина заключается в производстве дипиперидинилдитиураматетрасульфида, который используется в качестве ускорителя серной вулканизации резины. [12]

Список препаратов пиперидина

Миноксидил — производное пиперидина, широко используемое для предотвращения выпадения волос.

Пиперидин и его производные являются вездесущими строительными блоками в фармацевтике [26] и тонкой химии. Структура пиперидина встречается, например, в:

Пиперидин также широко используется в реакциях химической деградации, таких как секвенирование ДНК при расщеплении определенных модифицированных нуклеотидов . Пиперидин также широко используется в качестве основания для снятия защиты с Fmoc - аминокислот, используемых в твердофазном синтезе пептидов .

Пиперидин включен в Таблицу II прекурсоров Конвенции Организации Объединенных Наций о борьбе против незаконного оборота наркотических средств и психотропных веществ из-за его использования (пик пришелся на 1970-е годы) в подпольном производстве фенциклидина . [27]

Ссылки

  1. ^ "Международная карта химической безопасности 0317". 28 января 2024 г.
  2. ^ "Front Matter". Номенклатура органической химии: Рекомендации ИЮПАК и предпочтительные названия 2013 (Синяя книга) . Кембридж: Королевское химическое общество . 2014. стр. 142. doi :10.1039/9781849733069-FP001. ISBN 978-0-85404-182-4.
  3. ^ Amoore, JE (1975). «Специфическая аносмия к 1-пирролину: первичный запах спермы». J. Chem. Ecol . 1 (3): 299–310. Bibcode : 1975JCEco...1..299A. doi : 10.1007/BF00988831. S2CID  19318345.
  4. ^ Холл, Х. К. (1957). «Корреляция основных сил аминов». J. Am. Chem. Soc . 79 (20): 5441–5444. doi :10.1021/ja01577a030.
  5. ^ Анвиса (31 марта 2023 г.). «RDC № 784 - Listas de Substâncias Entorpecentes, Psicotrópicas, Precursoras e Outras sob Controle Especial» [Постановление Коллегиального совета № 784 - Списки наркотических, психотропных веществ, прекурсоров и других веществ, находящихся под особым контролем] (на бразильском португальском языке). Diário Oficial da União (опубликовано 4 апреля 2023 г.). Архивировано из оригинала 3 августа 2023 г. Проверено 15 августа 2023 г.
  6. ^ Фрэнк Джонсон Уэлчер (1947). Органические аналитические реагенты. Д. Ван Ностранд. п. 149.
  7. ^ Сеннинг, Александр (2006). Словарь хемоэтимологии Elsevier . Амстердам: Elsevier. ISBN 978-0-444-52239-9.
  8. ^ Пианаро, Адриана; Фокс, Эдуардо ГП; Буэно, Одаир К.; Марсайоли, Анита Дж. (май 2012 г.). «Быстрый анализ конфигурации соленопсинов». Тетраэдр: Асимметрия . 23 (9): 635–642. doi :10.1016/j.tetasy.2012.05.005.
  9. ^ Варнхофф, Эдгар В. (1998). «Когда пиперидин был структурной проблемой» (PDF) . Бюллетень истории химии . 22 : 29–34. Значок открытого доступа
  10. ^ Андерсон, Томас (1850). «Vorläufiger Bericht über die Wirkung der Salpetersäure auforganische Alkalien» [Предварительный отчет о влиянии азотной кислоты на органические щелочи]. Аннален дер Химии и Фармации . 75 : 80–83. дои : 10.1002/jlac.18500750110. Значок открытого доступа
  11. ^ Каур, Огюст (1852). «Recherches sur un nouvel alcali dérivé de la pipérine» [Исследования новой щелочи, полученной из пиперина]. Комптес Рендус . 34 : 481–484. L'alcali nouveau dérivé de la piperine, que je désignerai sous le nom de 'piperidine',… (Новая щелочь, полученная из пиперина, которую я назову именем «пиперидин»,… Значок открытого доступа
  12. ^ аб Эллер, Карстен; Хенкес, Эрхард; Россбахер, Роланд; Хёке, Хартмут. «Амины алифатические». Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Вайнхайм: Wiley-VCH. дои : 10.1002/14356007.a02_001. ISBN 978-3527306732.
  13. ^ Marvel, CS; Lazier, WA (1929). «Бензоилпиперидин». Org. Synth . 9 : 16. doi :10.15227/orgsyn.009.0016.
  14. ^ Шпет; Энглаендер (1935). «Über das Vorkommen von Piperidin im schwarzen Pfeffer». Химише Берихте . 68 (12): 2218–2221. дои : 10.1002/cber.19350681211.
  15. ^ Пикте, Аме; Пикте, Рене (1927). «Sur l'alcaloide volatil du poivre». Helvetica Chimica Acta . 10 : 593–595. дои : 10.1002/hlca.19270100175.
  16. ^ Римингтон, Клод (1934). « Psilocaulon absimile NEBr. как основной яд». Южноафриканский научный журнал . 31 : 184–193. hdl :10520/AJA00382353_6425.
  17. ^ Юрашевский; Степанов (1939). Журн. общей химии СССР . 9 : 1687. {{cite journal}}: Отсутствует или пусто |title=( помощь )
  18. ^ Arbiser, JL; Kau, T.; Konar, M.; et al. (2007). «Соленопсин, алкалоидный компонент огненного муравья (Solenopsis invicta), является естественным ингибитором сигнализации фосфатидилинозитол-3-киназы и ангиогенеза». Blood . 109 (2): 560–5. doi :10.1182/blood-2006-06-029934. PMC 1785094 . PMID  16990598. 
  19. ^ Томас Андерсон Генри (1949). Растительные алкалоиды (4-е изд.). Компания Blakiston.
  20. ^ аб Карбаллейра, Луис; Перес Хусте, Игнасио (1998). «Влияние уровня расчета и влияние метилирования на аксиальное/экваториальное равновесие в пиперидинах». Журнал вычислительной химии . 19 (8): 961–976. doi :10.1002/(SICI)1096-987X(199806)19:8<961::AID-JCC14>3.0.CO;2-A. S2CID  98028598.
  21. ^ Блэкберн, Ян Д.; Катритцки, Алан Р.; Йошито Такеучи (1975). «Конформация пиперидина и производных с дополнительными кольцевыми гетероатомами». Acc. Chem. Res . 8 (9): 300–306. doi :10.1021/ar50093a003.
  22. ^ Anet, FAL; Yavari, Issa (1977). «Инверсия азота в пиперидине». J. Am. Chem. Soc . 99 (8): 2794–2796. doi :10.1021/ja00450a064.
  23. ^ Кейн, Винаяк В.; Джонс, Мейтленд-младший (1990). "Спиро[5.7]тридека-1,4-диен-3-он". Органические синтезы; Собрание томов , т. 7, стр. 473.
  24. ^ Смит, Майкл Б.; Марч, Джерри (2001). Продвинутая органическая химия Марча: реакции, механизмы и структура (5-е изд.). Wiley-Interscience. ISBN 978-0-471-58589-3.
  25. ^ Клакстон, Джордж П.; Аллен, Ллойд; Грисар, Дж. Мартин (1977). «2,3,4,5-Тетрагидропиридин тример». Органические синтезы . 56 : 118. дои : 10.15227/orgsyn.056.0118.
  26. ^ Витаку, Э.; Д. Т. Смит; Дж. Т. Ньярдарсон (2014). «Анализ структурного разнообразия, закономерностей замещения и частоты гетероциклов азота среди фармацевтических препаратов, одобренных FDA США». Журнал медицинской химии . 57 (24): 10257–10274. doi :10.1021/jm501100b. PMID  25255204.
  27. ^ "Список прекурсоров и химикатов, часто используемых при незаконном производстве наркотических средств и психотропных веществ, находящихся под международным контролем" (PDF) . Международный комитет по контролю над наркотиками. Архивировано из оригинала (PDF) 27.02.2008.

Внешние ссылки