Piperidínová štruktúra, syntéza, deriváty, reakcie

Ten Piperidín Je to organická zlúčenina, ktorej kondenzovaný vzorec je (ch₂)₅NH. Skladá sa z cyklického sekundárneho amínu, kde aminoskupina, NH, je súčasťou hexagonálneho kruhu, ktorý je heterocyklický v dôsledku prítomnosti atómu dusíka.

Piperidín sa stáva nitrogénnou verziou cyklohexanu. Napríklad v dolnom obrázku si všimnite štrukturálny vzorec piperidínu: je veľmi podobný vzoru cyklohexunu, s jediným rozdielom, že jedna zo skupín metylénu, Cho₂, bol nahradený NH.

Konštrukcia piperidínu. Zdroj: Neurotoger / verejná doména

Zvedavé meno tohto amínu pochádza z latinského slova „piper“, čo znamená korenie, pretože to bolo v čiernom korení, kde sa prvýkrát našlo a syntetizovalo. V skutočnosti je aróma piperidínu zmätená zmesou korenia a rýb.

Jeho hexagonálny a heterocyklický kruh je tiež prezentovaný v mnohých alkaloidoch a liekoch, takže piperidín je určený na organickú syntézu takýchto produktov; ako je morfín, minexidil a záľuba.

[TOC]

Štruktúra

Molekulárna štruktúra piperidínu. Zdroj: Benjah-Bmm27 / verejná doména

Na hornom obrázku máme molekulárnu štruktúru piperidínu, predstavovanú modelom guľôčok a tyčí. Čierne gule, ktoré zodpovedajú atómom uhlíka, tvoria kostru, ktorá by bola rovnaká ako cyklohexán, ak to nie je pre atóm dusíka, atólu modrej gule.

Tu môžete vidieť päť metylénových jednotiek, ch₂, a spôsob, akým sú usporiadané ich atómy vodíka. Podobne je pozorovaná sekundárna aminoskupina, ktorej elektrický dusík prispieva polaritou k molekule.

Môže vám slúžiť: výhody chémie pre spoločnosť

Preto má piperidín trvalý dipólový moment, v ktorom je hustota záporného zaťaženia koncentrovaná okolo NH.

Tým, že piperidín má moment dipólu, jeho intermolekulárne sily alebo interakcie sú prevažne typom dipól-dipolo.

Medzi interakciami dipolo-dipolo sú prítomné vodíkové mosty stanovené skupinami NH-NH susedných molekúl piperidínu. V dôsledku.

Konformácia

Šesťuholníkový kruh piperidínu, ako je to, ako je cyklohexan, nie je plochý: jeho atómy vodíka sa striedajú v axiálnych polohách (nad alebo pod) a rovníkové (nasmerované smerom k stranám). Piperidín teda prijíma niekoľko priestorových konformácií, pričom stolička je najdôležitejšia a najstabilnejšia.

Predchádzajúci obrázok ukazuje jeden zo štyroch možných konfóomérov, v ktorých sa atóm vodíka skupiny NH nachádza v rovníkovej polohe; Zatiaľ čo krútiaci moment zdieľaných elektrónov dusíka sú umiestnené v axiálnej polohe (v tomto prípade hore).

Axiálna konformácia piperidínu. Atóm vodíka v axiálnej polohe zvyšuje sesterské napätie na kruhu na to, aby ste boli príliš blízko k iným axiálnym a susedným hydrogénom. Zdroj: Benjah-Bmm27 / verejná doména

Teraz je zobrazený ďalší konfruero (vynikajúci obraz), v ktorom je tentoraz atóm vodíka skupiny NH v axiálnej polohe (hore); a dvojica zdieľaných elektrónov dusíka v rovníkovej polohe (vľavo).

Takže celkovo existujú štyri konformátory: dva s vodíkom NH v axiálnych a rovníkových polohách a dva ďalšie, v ktorých sa relatívne polohy dusíkových elektrónov mení vzhľadom na stoličku.

Môže vám slúžiť: kyselina seleenhydrová (H2SE): Čo je, štruktúra, vlastnosti, použitia

Konforméry, v ktorých je vodík NH v rovníkovej polohe, sú najstabilnejšie, pretože trpia nižším stérickým napätím.

Syntéza

Prvá syntéza piperidínu. Piperín reaguje s kyselinou dusičnou a oddeľuje heterocyklickú jednotku, ktorej štruktúra už bola preskúmaná.

Avšak v priemyselných mierkach je syntéza piperidínu preferovaná katalytickou hydrogenáciou pyridínu:

Hydrogenácia pyridínu na získanie piperidínu. Zdroj: Steffen 962 Via Wikipedia.

Hydogény, h₂, Pripojia sa k pyridínovému kruhu, ktorý prelomí aromatický systém, pre ktorý je potrebná pomoc kovových katalyzátorov.

Deriváty

Piperina

Oveľa dôležitejšia ako samotná piperidín, je jej štrukturálna jednotka, ktorá je rozpoznateľná v nespočetných alkaloidoch a látkach rastlinného pôvodu. Napríklad nižšie máte molekulárnu štruktúru piperínu:

Štrukturálny vzorec piperínu. Zdroj: Neurotoger cez Wikipedia.

Piperina má vysoko konjugovanú štruktúru; To znamená, že má navzájom koordinované niekoľko dvojitých spojení, ktoré absorbujú elektromagnetické žiarenie, a že tak či onak, z neho robia ne -toxickú zlúčeninu na ľudskú spotrebu. Ak áno, čierne korenie by bolo jedovaté.

Kužeľ

Heterocyklický a šesťuholníkový kruh piperidínu sa nachádza aj v kužele, neurotoxíne extrahovanom z hojenia, zodpovedného za jeho nepríjemnú vôňu a ktorý sa tiež použil na otravu. Jeho štruktúra je:

Môže vám slúžiť: amidy Konštrukčný vzorec. Zdroj: Neurotoger / verejná doména

Všimnite si, že Coniína sa ťažko líši od piperidínu prítomnosťou propylového substituentu v uhlíku susediacej so skupinou NH.

Deriváty piperidínu sa teda získavajú nahradením vodíkov kruhu alebo vodíka tej istej NH skupiny, inými molekulárnymi skupinami alebo fragmentmi.

Morfín

Štrukturálny vzorec morfínu. Zdroj: Neurotoger / verejná doména

Morfín je ďalším prírodným derivátom piperidínu. Tentokrát sa prsteň piperidínu zlúči s inými krúžkami a poukazuje z lietadla v smere k pozorovateľovi. Je identifikovaný, pretože tvorí odkaz so skupinou CHO₃.

Drogy

Piperidín a jeho deriváty sa používajú na návrh a syntézu rôznych typov liekov. Preto sú to syntetické deriváty piperidínu. Tri z nich sú potom uvedené spolu s ich príslušnými štrukturálnymi vzorcami:

Risperidón, atypický antipsychotický predpísaný na liečbu viacerých duševných porúch. Zdroj: fvasconcellos (talk • Petrít) / verejná doména Minoxidil, vazodilatátor, ktorý sa zvyčajne používa na riešenie alopécie. Zdroj: Vakcinácia / verejná doména Icaridín alebo picaridín, repelent hmyzu, ktorý tvorí formuláciu ponúk. Zdroj: Arrowsmaster/CC By-S (https: // creativeCommons.Org/licencie/By-SA/4.0)

Odkazy

1. Graham Solomons t.W., Craig B. Fryhle. (2011). Organická chémia. (10^th Vydanie.). Wiley Plus.
2. Carey F. (2008). Organická chémia. (Šieste vydanie). MC Graw Hill.
3. Morrison a Boyd. (1987). Organická chémia. (Piate vydanie). Addison-Wesley Iberoamericana.
4. Wikipedia. (2020). Piperidín. Zdroj: In.Wikipedia.orgán
5. Národné centrum pre biotechnologické informácie. (2020). Piperidín. Databáza pubchem., CID = 8082. Získané z: pubchem.Ncbi.NLM.NIH.Vláda
6. Elsevier B.Vložka. (2020). Piperidín. Vedecký. Zdroj: ScienceDirect.com
7. Harold D. Breh. (1992). Syntéza piperidínu. [PDF]. Obnovené z: aplikácií.Diktovať.tisíc