stringtranslate.com

Пиперидин

Пиперидин представляет собой 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 неприятным запахом, типичным для аминов . [6] Название происходит от названия рода Piper , что в переводе с латинского означает перец . [7] Хотя пиперидин является распространенным органическим соединением, он наиболее известен как репрезентативный структурный элемент во многих фармацевтических препаратах и ​​алкалоидах , таких как встречающиеся в природе соленопсины . [8]

Производство

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

В промышленности пиперидин получают гидрированием пиридина , обычно на катализаторе из дисульфида молибдена : [12]

С 5 Н 5 Н + 3 Н 2 → С 5 Н 10 NH

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

Природное возникновение пиперидина и производных

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

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

Телосложение

Пиперидин предпочитает конформацию стула , подобную циклогексану . 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, оцениваемый в 6,1 ккал/моль, существенно ниже, чем 10,4 ккал/моль для инверсии кольца . [22] В случае N -метилпиперидина экваториальная конформация предпочтительна на 3,16 ккал/моль, [20] что намного больше, чем предпочтение у метилциклогексана , 1,74 ккал/моль.

Реакции

Пиперидин широко используется для превращения кетонов в енамины . [23] Енамины, полученные из пиперидина, являются субстратами реакции енаминного алкилирования Стора . [24]

При обработке гипохлоритом кальция пиперидин превращается в N-хлорпиперидин , хлорамин с формулой C 5 H 10 NCl. Полученный хлорамин подвергается дегидрогалогенированию с образованием циклического имина. [25]

Химический контроль ЯМР

Использование

Пиперидин используется в качестве растворителя и основания . То же самое справедливо и для некоторых производных: N -формилпиперидин представляет собой полярный апротонный растворитель с лучшей растворимостью в углеводородах, чем другие амидные растворители, а 2,2,6,6-тетраметилпиперидин представляет собой сильно стерически затрудненное основание, полезное из-за его низкой нуклеофильности и высокой растворимость в органических растворителях .

Значительное промышленное применение пиперидина связано с производством тетрасульфида дипиперидинилдитиурама, который используется в качестве ускорителя серной вулканизации каучука. [12]

Список препаратов пиперидина

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

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

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

Пиперидин внесен в список прекурсоров Таблицы II Конвенции Организации Объединенных Наций о борьбе с незаконным оборотом наркотических средств и психотропных веществ из-за его использования (пик в 1970-х годах) при подпольном производстве фенциклидина . [27]

Рекомендации

  1. ^ «Международная карта химической безопасности 0317» .
  2. ^ "Передняя часть". 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 по отношению к 1-пирролину: первичный запах спермы». Дж. Хим. Экол . 1 (3): 299–310. дои : 10.1007/BF00988831. S2CID  19318345.
  4. ^ Холл, Гонконг (1957). «Корреляция основных сил аминов». Варенье. хим. Соц . 79 (20): 5441–5444. дои : 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 03 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). Хемоэтимологический словарь Эльзевира . Амстердам: Эльзевир. ISBN 978-0-444-52239-9.
  8. ^ Пианаро, Адриана; Фокс, Эдуардо GP; Буэно, Одаир К.; Марсайоли, Анита Дж. (май 2012 г.). «Быстрый 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) . 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. ^ Марвел, CS; Лазье, Вашингтон (1929). «Бензоилпиперидин». Орг. Синтез . 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 стандартный яд». Южноафриканский научный журнал . 31 : 184–193. hdl : 10520/AJA00382353_6425.
  17. ^ Юрашевский; Степанов (1939). J. Gen. Chem. СССР . 9 : 1687. {{cite journal}}: Отсутствует или пусто |title=( помощь )
  18. ^ Арбисер, Дж.Л.; Кау, Т.; Конар, М.; и другие. (2007). «Соленопсин, алкалоидный компонент огненного муравья (Solenopsis invicta), является естественным ингибитором передачи сигналов фосфатидилинозитол-3-киназы и ангиогенеза». Кровь . 109 (2): 560–5. doi : 10.1182/blood-2006-06-029934. ПМК 1785094 . ПМИД  16990598. 
  19. ^ Томас Андерсон Генри (1949). Растительные алкалоиды (4-е изд.). Компания Блэкистон.
  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.; Катрицки, Алан Р.; Ёсито Такеучи (1975). «Конформация пиперидина и его производных с дополнительными гетероатомами в кольце». Акк. хим. Рез . 8 (9): 300–306. дои : 10.1021/ar50093a003.
  22. ^ Анет, ФАЛ; Явари, Исса (1977). «Инверсия азота в пиперидине». Варенье. хим. Соц . 99 (8): 2794–2796. дои : 10.1021/ja00450a064.
  23. ^ Кейн, Винаяк В.; Джонс, Мейтленд-младший (1990). «Спиро[5.7]тридека-1,4-диен-3-он». Органические синтезы .; Коллективный том , том. 7, с. 473
  24. ^ Смит, Майкл Б.; Марч, Джерри (2001). Продвинутая органическая химия Марча: реакции, механизмы и структура (5-е изд.). Уайли-Интерсайенс. 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 азотных гетероциклов среди фармацевтических препаратов, одобренных FDA США». Журнал медицинской химии . 57 (24): 10257–10274. дои : 10.1021/jm501100b. ПМИД  25255204.
  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 оригинала (PDF) 27 февраля 2008 г.

Внешние ссылки