stringtranslate.com

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

  1. ^ "Tarjeta internacional de seguridad química 0317". 28 de enero de 2024.
  2. ^ "Front Matter". Nomenclatura de la química orgánica: recomendaciones de la IUPAC y nombres preferidos 2013 (Libro azul) . Cambridge: The Royal Society of Chemistry . 2014. p. 142. doi :10.1039/9781849733069-FP001 (inactivo el 30 de junio de 2024). ISBN 978-0-85404-182-4.{{cite book}}: CS1 maint: DOI inactivo a partir de junio de 2024 ( enlace )
  3. ^ Amoore, JE (1975). "Anosmia específica de la 1-pirrolina: el olor primario del esperma". J. Chem. Ecol . 1 (3): 299–310. Bibcode :1975JCEco...1..299A. doi :10.1007/BF00988831. S2CID  19318345.
  4. ^ Hall, HK (1957). "Correlación de las fuerzas de base de las aminas". J. Am. Chem. Soc . 79 (20): 5441–5444. doi :10.1021/ja01577a030.
  5. ^ Anvisa (31 de marzo de 2023). "RDC Nº 784 - Listas de Substâncias Entorpecentes, Psicotrópicas, Precursoras e Outras sob Controle Especial" [Resolución del Consejo Colegiado N° 784 - Listas de Sustancias Estupefacientes, Psicotrópicas, Precursoras y Otras Sustancias Bajo Control Especial] (en portugués brasileño). Diario Oficial da União (publicado el 4 de abril de 2023). Archivado desde el original el 3 de agosto de 2023 . Consultado el 15 de agosto de 2023 .
  6. ^ Frank Johnson Welcher (1947). Reactivos analíticos orgánicos. D. Van Nostrand. pág. 149.
  7. ^ Senning, Alexander (2006). Diccionario de quimioetimología de Elsevier . Ámsterdam: Elsevier. ISBN 978-0-444-52239-9.
  8. ^ Pianaro, Adriana; Fox, Eduardo GP; Bueno, Odair C.; Marsaioli, Anita J. (mayo de 2012). "Análisis rápido de la configuración de las solenopsinas". Tetrahedron: Asymmetry . 23 (9): 635–642. doi :10.1016/j.tetasy.2012.05.005.
  9. ^ Warnhoff, Edgar W. (1998). "Cuando la piperidina era un problema estructural" (PDF) . Boletín de Historia de la Química . 22 : 29–34. Icono de acceso abierto
  10. ^ Anderson, Thomas (1850). "Vorläufiger Bericht über die Wirkung der Salpetersäure auf organische Alkalien" [Informe preliminar sobre el efecto del ácido nítrico en los álcalis orgánicos]. Annalen der Chemie und Pharmacie . 75 : 80–83. doi :10.1002/jlac.18500750110. Icono de acceso abierto
  11. ^ Cahours, Auguste (1852). "Recherches sur un nouvel alcali dérivé de la piperine" [Investigaciones de un nuevo álcali derivado de la piperina]. Cuentas Rendus . 34 : 481–484. L'alcali nouveau dérivé de la piperine, que je designerai sous le nom de 'pipéridine',… (El nuevo álcali derivado de la piperina, que designaré con el nombre de 'piperidina',… Icono de acceso abierto
  12. ^ ab Eller, Karsten; Henkes, Erhard; Rossbacher, Roland; Höke, Hartmut. "Aminas alifáticas". Enciclopedia de química industrial de Ullmann . Weinheim: Wiley-VCH. doi :10.1002/14356007.a02_001. ISBN 978-3527306732.
  13. ^ Marvel, CS; Lazier, WA (1929). "Benzoil piperidina". Org. Synth . 9 : 16. doi :10.15227/orgsyn.009.0016.
  14. ^ Spath; Inglaterra (1935). "Über das Vorkommen von Piperidin im schwarzen Pfeffer". Chemische Berichte . 68 (12): 2218–2221. doi :10.1002/cber.19350681211.
  15. ^ Pictet, Amé; Pictet, René (1927). "Sur l'alcaloïde volatil du poivre". Helvetica Chimica Acta . 10 : 593–595. doi :10.1002/hlca.19270100175.
  16. ^ Rimington, Claude (1934). " Psilocaulon absimile NEBr. como veneno común". Revista Sudafricana de Ciencias . 31 : 184–193. hdl :10520/AJA00382353_6425.
  17. ^ Juraschewski; Stepanov (1939). J. Gen. Chem. URSS . 9 : 1687. {{cite journal}}: Falta o está vacío |title=( ayuda )
  18. ^ Arbiser, JL; Kau, T.; Konar, M.; et al. (2007). "La solenopsina, el componente alcaloide de la hormiga de fuego (Solenopsis invicta), es un inhibidor natural de la señalización de la fosfatidilinositol-3-quinasa y la angiogénesis". Blood . 109 (2): 560–5. doi :10.1182/blood-2006-06-029934. PMC 1785094 . PMID  16990598. 
  19. ^ Thomas Anderson Henry (1949). Los alcaloides vegetales (4.ª ed.). The Blakiston Company.
  20. ^ ab Carballeira, Luis; Pérez Juste, Ignacio (1998). "Influencia del nivel de cálculo y efecto de la metilación en los equilibrios axial/ecuatorial en piperidinas". Journal of Computational Chemistry . 19 (8): 961–976. doi :10.1002/(SICI)1096-987X(199806)19:8<961::AID-JCC14>3.0.CO;2-A. S2CID  98028598.
  21. ^ Blackburne, Ian D.; Katritzky, Alan R.; Yoshito Takeuchi (1975). "Conformación de la piperidina y de derivados con heteroátomos adicionales en el anillo". Acc. Chem. Res . 8 (9): 300–306. doi :10.1021/ar50093a003.
  22. ^ Anet, FAL; Yavari, Issa (1977). "Inversión de nitrógeno en piperidina". J. Am. Chem. Soc . 99 (8): 2794–2796. doi :10.1021/ja00450a064.
  23. ^ Kane, Vinayak V.; Jones, Maitland Jr. (1990). "Spiro[5.7]trideca-1,4-dien-3-ona". Síntesis orgánicas; Volúmenes recopilados , vol. 7, pág. 473.
  24. ^ Smith, Michael B.; March, Jerry (2001). Química orgánica avanzada de March: reacciones, mecanismos y estructura (5.ª ed.). Wiley-Interscience. ISBN 978-0-471-58589-3.
  25. ^ Claxton, George P.; Allen, Lloyd; Grisar, J. Martin (1977). "Trímero de 2,3,4,5-tetrahidropiridina". Organic Syntheses . 56 : 118. doi :10.15227/orgsyn.056.0118.
  26. ^ Vitaku, E.; DT Smith; JT Njardarson (2014). "Análisis de la diversidad estructural, patrones de sustitución y frecuencia de heterociclos de nitrógeno entre productos farmacéuticos aprobados por la FDA de EE. UU." Journal of Medicinal Chemistry . 57 (24): 10257–10274. doi :10.1021/jm501100b. PMID  25255204.
  27. ^ "Lista de precursores y productos químicos utilizados frecuentemente en la fabricación ilícita de estupefacientes y sustancias psicotrópicas sujetas a fiscalización internacional" (PDF) . Junta Internacional de Fiscalización de Estupefacientes. Archivado desde el original (PDF) el 27 de febrero de 2008.

Enlaces externos