Piperydyna

Piperydyna
Ogólne informacje
Wzór sumaryczny

C5H11N

Masa molowa

85,15 g/mol

Wygląd

bezbarwna lub jasnożółtawa ciecz[1]

Identyfikacja
Numer CAS

110-89-4

PubChem

8082

Podobne związki
Podobne związki

pirydyna, pirolidyna, piperazyna, morfolina, tetrahydropiran

Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą
stanu standardowego (25 °C, 1000 hPa)
Klasyfikacja medyczna
Legalność w Polsce

prekursor narkotykowy kategorii 2

Multimedia w Wikimedia Commons

Piperydyna – heterocykliczny, organiczny związek chemiczny, cykliczna amina drugorzędowa. Zawiera nasycony pierścień sześcioczłonowy z jednym heteroatomem – azotem.

Otrzymywanie

Piperydyna otrzymywana jest przemysłowo przez uwodornienie technicznej pirydyny w obecności siarczków metali jako katalizatorów (można też stosować katalizatory rutenowe lub kobaltowe, ale tylko jeśli wyjściowa pirydyna jest wolna od zanieczyszczeń związkami siarki)[5]. Na skalę laboratoryjną reakcję prowadzi się także wobec innych katalizatorów, np. niklu Raneya[6]:

Redukcja pirydyny do piperydyny
Redukcja pirydyny do piperydyny

Uwodornienie pirydyny do piperydyny jest reakcją odwracalną[6].

Redukcję pirydyny do piperydyny można również przeprowadzić sodem w etanolu[7].

Konformacja

Podobnie jak w cykloheksanie, najkorzystniejszą energetycznie konformacją pierścienia piperydyny jest konformacja krzesłowa. Dla piperydyny możliwe są ponadto dwie konformacje azotu, z wiązaniem N–H w pozycji aksjalnej lub ekwatorialnej, z których nieco korzystniejszy jest układ ekwatorialny (ΔG0 <1 kcal/mol)[8][9][10]. Konformery te ulegają szybkiej wzajemnej przemianie poprzez inwersję na atomie azotu (bariera energetyczna 6,1 kcal/mol), która zachodzi łatwiej niż poprzez zmianę konformacji pierścienia (10,4 kcal/mol)[9].

Konformacje atomu azotu w krzesłowej formie piperydyny
atom wodoru w pozycji aksjalnej atom wodoru w pozycji ekwatorialnej

Właściwości chemiczne i zastosowania

Piperydyna powoduje degradację wiązań N-glikozydowych i fosfodiestrowych, co wykorzystywane jest w metodzie sekwencjonowania DNA Maxama-Gilberta[11]. Piperydyna stosowana jest także do usuwania ochronnej grupy 9H-fluoren-9-ylometoksykarbonylowej (Fmoc), np. podczas chemicznej syntezy peptydów.

Usuwanie grupy Fmoc z aminy za pomocą piperydyny


Przypisy

  1. ↑ a b c d e Farmakopea Polska X, Polskie Towarzystwo Farmaceutyczne, Warszawa: Urząd Rejestracji Produktów Leczniczych, Wyrobów Medycznych i Produktów Biobójczych, 2014, s. 4276, ISBN 978-83-63724-47-4.
  2. ↑ CRC Handbook of Chemistry and Physics, David R. Lide (red.), wyd. 88, Boca Raton: CRC Press, 2007, s. 8-44, ISBN 978-0-8493-0488-0 (ang.).
  3. ↑ a b c d e f Piperydyna (nr 571261) w katalogu produktów Sigma-Aldrich (Merck). [dostęp 2014-10-02].
  4. ↑ Piperydyna (nr 571261) – karta charakterystyki produktu Sigma-Aldrich (Merck) na obszar Polski. [dostęp 2014-10-02]. (przeczytaj, jeśli nie wyświetla się prawidłowa wersja karty charakterystyki)
  5. ↑ Karsten Eller, Erhard Henkes, Roland Rossbacher: Amines, Aliphatic. W: Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry. Weinheim: Wiley, 2005, s. 19–20. DOI: 10.1002/14356007.a02_001.
  6. ↑ a b Burrows, George H., King, Louis A. The Free Energy Change that Accompanies Hydrogenation of Pyridine to Piperidine1. „Journal of the American Chemical Society”. 57 (10), s. 1789–1791, 1935. DOI: 10.1021/ja01313a011. 
  7. ↑ C. S. Marvel, W. A. Lazier. Benzoyl Piperidine. „OrgSynth”. 9, s. 16, 1929. DOI: 10.15227/orgsyn.009.0016. 
  8. ↑ Ian D. Blackburne, Alan R. Katritzky, Yoshito Takeuchi. Conformation of piperidine and of derivatives with additional ring hetero atoms. „Acc. Chem. Res.”. 8 (9), s. 300–306, 1975. DOI: 10.1021/ar50093a003. 
  9. ↑ a b F.A.L. Anet, Issa Yavari. Nitrogen inversion in piperidine. „J. Am. Chem. Soc.”. 99 (8), s. 2794–2796, 1977. DOI: 10.1021/ja00450a064. 
  10. ↑ Luis Carballeira, Ignacio Pérez-Juste. Influence of calculation level and effect of methylation on axial/equatorial equilibria in piperidines. „Journal of Computational Chemistry”. 19 (8), s. 961–976, 1998. DOI: 10.1002/(SICI)1096-987X(199806)19:8<961::AID-JCC14>3.0.CO;2-A. 
  11. ↑ Maxam AM., Gilbert W. A new method for sequencing DNA. „Proc Natl Acad Sci U S A”. 74 (2), s. 560–564, 1977. PMID: 265521. PMCID: PMCPMC392330.