Piperidin
Piperidin är en heterocyklisk amin bestående av en sexledad ring med fem metylenbryggor (–CH2–) och en aminbrygga (–NH–). Ämnet har en karakteristisk lukt[2] och känns på grund av sina basiska egenskaper tvåligt om det gnids mellan fingrarna då fetter i och på huden förtvålas. Namnet kommer från att det finns bland annat i svartpeppar (Piper sp.).[3] Även om piperidin är en vanlig organisk förening, är den mest känd som ett representativt strukturelement inom många läkemedel och alkaloider, såsom naturligt förekommande solenopsiner.[4]
| Piperidin | |
  | |
| Systematiskt namn | Piperidin[1] |
|---|---|
| Övriga namn | Hexahydropyridin Azacyklohexan Pentametylenamin Azinan |
| Kemisk formel | C5H11N |
| Molmassa | 85,15 g/mol |
| Utseende | Färglös vätska |
| CAS-nummer | 110-89-4 |
| SMILES | C1CCNCC1 |
| Egenskaper | |
| Densitet | 0,862 g/cm³ |
| Löslighet (vatten) | Blandbar |
| Smältpunkt | -13 °C |
| Kokpunkt | 106 °C |
| Faror | |
| Huvudfara |  Brandfarlig |
| NFPA 704 |
3 3 3 |
| SI-enheter & STP används om ej annat angivits | |
Framställning
Piperidin rapporterades första gången 1850 av den skotske kemisten Thomas Anderson och igen, oberoende, 1852 av den franske kemisten Auguste Cahours, som namngav det.[5][6][7] Båda fick piperidin genom att reagera piperin med salpetersyra.
Industriellt produceras piperidin genom hydrering av pyridin, vanligtvis över en molybdendisulfidkatalysator:[8]
- C5H5N + 3 H2 → C5H10NH
Pyridin kan också reduceras till piperidin via en modifierad Björk-reduktion med natrium i etanol.[9]
Naturlig förekomst av piperidin och derivat
Piperidin i sig har erhållits från svartpeppar,[10][11] från Psilocaulon absimile (Aizoaceae),[12] och i Petrosimonia monandra.[13]
Den strukturella piperidinbilden finns i många naturliga alkaloider. Bland dessa finns piperin, som ger svartpeppar dess kryddiga smak och som gav föreningen dess namn. Andra exempel är eldmyrgiftet solenopsin,[14] nikotinanalogen anabasin från trädtobak (Nicotiana glauca), lobelin från läkelobelia och den giftiga alkaloiden koniin från odört, som användes för att döda Sokrates.[15]
Egenskaper
Piperidin föredrar en cyklohexankonformation, liknande cyklohexan. Till skillnad från cyklohexan har piperidin två särskiljbara konformationer, en med N-H-bindningen i en axiell position och den andra i en ekvatoriell position. Efter mycket kontroverser under 1950-1970-talet visade sig ekvatorialkonformationen vara mer stabil med 0,72 kcal/mol i gasfasen.[16] I opolära lösningsmedel har ett intervall mellan 0,2 och 0,6 kcal/mol uppskattats, men i polära lösningsmedel kan den axiella konformatorn vara mer stabil.[17] De två konformationerna konverterar snabbt genom kväveinversion. Den fria energiaktiveringsbarriären för denna process, uppskattad till 6,1 kcal/mol, är väsentligt lägre än 10,4 kcal/mol för ringinversion.[18] När det gäller N -metylpiperidin föredras ekvatorialkonformationen med 3,16 kcal/mol,[16] vilket är mycket större än preferensen i metylcyklohexan, 1,74 kcal/mol.
 |  |
| Axialkonformation | Ekvatoriell konformation |
Användning
Piperidin används ofta för att omvandla ketoner till enaminer.[19] Enaminer som härrör från piperidin är substrat i Stork-enaminalkyleringsreaktionen.[20]
Vid behandling med kalciumhypoklorit omvandlas piperidin till N-kloropiperidin, en kloramin med formeln C5H10NCl. Den resulterande kloraminen genomgår dehydrohalogenering för att ge den cykliska iminen.[21]
Piperidin används som lösningsmedel och som bas. Detsamma gäller för vissa derivat, där N-formylpiperidin är ett polärt aprotiskt lösningsmedel med bättre kolvätelöslighet än andra amidlösningsmedel, och 2,2,6,6-tetrametylpiperidin är en starkt steriskt hindrad bas, användbar på grund av dess låga nukleofilicitet och höga löslighet i organiska lösningsmedel.
En betydande industriell tillämpning av piperidin är för framställning av dipiperidinylditiuramtetrasulfid, som används som en accelerator för svavelvulkanisering av gummi.[8]
Säkerhet
Piperidin är listat som en tabell II-prekursor under Narkotikabrottskonventionen på grund av dess användning (nådde en topp på 1970-talet) vid hemlig tillverkning av PCP (1-(1-fenylcyklohexyl)piperidin, även känt som ängladamm, sherms, wet, etc.).[22]
Referenser
- Den här artikeln är helt eller delvis baserad på material från engelskspråkiga Wikipedia, Piperidine, 7 februari 2023.
Noter
Externa länkar
Wikimedia Commons har media som rör Piperidin.
