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Piperidina

La piperidina es un compuesto orgánico con la fórmula molecular (CH 2 ) 5 NH. Esta amina heterocíclica consiste en un anillo de seis miembros que contiene cinco puentes de metileno (–CH 2 –) y un puente de amina (–NH–). Es un líquido incoloro con un olor descrito como desagradable, típico de las aminas . [6] El nombre proviene del nombre del género Piper , que es la palabra latina para pimienta . [7] Aunque la piperidina es un compuesto orgánico común, es mejor conocida como un elemento estructural representativo dentro de muchos productos farmacéuticos y alcaloides , como las solenopsinas naturales . [8]

Producción

La piperidina fue descrita por primera vez en 1850 por el químico escocés Thomas Anderson y nuevamente, de forma independiente, en 1852 por el químico francés Auguste Cahours , quien le dio el nombre. [9] [10] [11] Ambos obtuvieron la piperidina haciendo reaccionar la piperina con ácido nítrico .

Industrialmente, la piperidina se produce mediante la hidrogenación de piridina , generalmente sobre un catalizador de disulfuro de molibdeno : [12]

C5H5N + 3H2 → C5H10NH​​​​​​

La piridina también se puede reducir a piperidina a través de una reducción de Birch modificada usando sodio en etanol . [13]

Presencia natural de piperidina y derivados

La propia piperidina se ha obtenido de la pimienta negra , [14] [15] de Psilocaulon absimile ( Aizoaceae ), [16] y de Petrosimonia monandra . [17]

El motivo estructural de la piperidina está presente en numerosos alcaloides naturales . Entre ellos se encuentra la piperina , que le da a la pimienta negra su sabor picante. Esto le dio al compuesto su nombre. Otros ejemplos son la toxina de la hormiga roja solenopsina , [18] el análogo de nicotina anabasina del tabaco de árbol ( Nicotiana glauca ), la lobelina del tabaco indio y el alcaloide tóxico coniina de la cicuta venenosa , que se utilizó para ejecutar a Sócrates . [19]

Conformación

La piperidina prefiere una conformación de silla , similar al ciclohexano . A diferencia del ciclohexano, la piperidina tiene dos conformaciones de silla distinguibles: una con el enlace N–H en posición axial y la otra en posición ecuatorial. Después de mucha controversia durante los años 1950-1970, se encontró que la conformación ecuatorial era más estable en 0,72 kcal/mol en la fase gaseosa. [20] En disolventes no polares , se ha estimado un rango entre 0,2 y 0,6 kcal/mol, pero en disolventes polares el confórmero axial puede ser más estable. [21] Los dos confórmeros se interconvierten rápidamente a través de la inversión de nitrógeno ; la barrera de activación de energía libre para este proceso, estimada en 6,1 kcal/mol, es sustancialmente menor que las 10,4 kcal/mol para la inversión de anillo . [22] En el caso de N -metilpiperidina, la conformación ecuatorial es preferida por 3,16 kcal/mol, [20] que es mucho mayor que la preferencia en metilciclohexano , 1,74 kcal/mol.

Reacciones

La piperidina se usa ampliamente para convertir cetonas en enaminas . [23] Las enaminas derivadas de la piperidina son sustratos en la reacción de alquilación de enaminas de Stork . [24]

Tras el tratamiento con hipoclorito de calcio , la piperidina se convierte en N-cloropiperidina , una cloramina con la fórmula C 5 H 10 NCl. La cloramina resultante sufre una deshidrohalogenación para producir la imina cíclica. [25]

Control químico por RMN

Usos

La piperidina se utiliza como disolvente y como base . Lo mismo ocurre con ciertos derivados: la N -formilpiperidina es un disolvente aprótico polar con mejor solubilidad en hidrocarburos que otros disolventes de amida, y la 2,2,6,6-tetrametilpiperidina es una base altamente impedida estéricamente , útil debido a su baja nucleofilia y alta solubilidad en disolventes orgánicos .

Una aplicación industrial importante de la piperidina es la producción de tetrasulfuro de dipiperidinil ditiuram, que se utiliza como acelerador de la vulcanización del caucho con azufre. [12]

Lista de medicamentos que contienen piperidina

El minoxidil es un derivado de la piperidina ampliamente utilizado para prevenir la caída del cabello.

La piperidina y sus derivados son componentes básicos omnipresentes en productos farmacéuticos [26] y de química fina. La estructura de la piperidina se encuentra, por ejemplo, en:

La piperidina también se utiliza habitualmente en reacciones de degradación química, como la secuenciación del ADN en la escisión de determinados nucleótidos modificados . La piperidina también se utiliza habitualmente como base para la desprotección de los aminoácidos Fmoc utilizados en la síntesis de péptidos en fase sólida .

La piperidina está catalogada como precursora de la Tabla II en la Convención de las Naciones Unidas contra el Tráfico Ilícito de Estupefacientes y Sustancias Psicotrópicas debido a su uso (que alcanzó su punto máximo en la década de 1970) en la fabricación clandestina de fenciclidina . [27]

Referencias

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