piperidineเป็นสารประกอบอินทรีย์ซึ่งเป็นสูตรแบบย่อ (CH 2 ) 5 NH ประกอบด้วยอะมิโนทุติยภูมิที่มีหมู่อะมิโน NH เป็นส่วนหนึ่งของวงแหวนหกเหลี่ยมซึ่งเป็นเฮเทอโรไซคลิกเนื่องจากมีอะตอมไนโตรเจนอยู่
Piperidine เป็นไซโคลเฮกเซนในไนโตรเจน ตัวอย่างเช่นหมายเหตุในภาพด้านล่างสูตรโครงสร้างของไพเพอริดีน: คล้ายกับไซโคลเฮกเซนมากโดยมีข้อแตกต่างเพียงประการเดียวที่กลุ่มเมทิลีนกลุ่มใดกลุ่มหนึ่ง CH 2ถูกแทนที่ด้วย NH
สูตรโครงสร้างของ piperidine ที่มา: NEUROtiker / โดเมนสาธารณะ
ชื่อที่น่าสงสัยของเอมีนนี้มาจากคำภาษาละติน 'ไพเพอร์' ซึ่งหมายถึงพริกไทยเช่นเดียวกับพริกไทยดำที่พบและสังเคราะห์ขึ้นเป็นครั้งแรก ในความเป็นจริงกลิ่นของ piperidine ถูกเข้าใจผิดว่ามีส่วนผสมของพริกไทยและปลา
วงแหวนหกเหลี่ยมและเฮเทอโรไซคลิกมีอยู่ในอัลคาลอยด์และยาหลายชนิดดังนั้นไพเพอริดีนจึงถูกใช้ในการสังเคราะห์สารอินทรีย์ของผลิตภัณฑ์ดังกล่าว เช่นมอร์ฟีนมินอกซิดิลและเรสเพอริโดน
โครงสร้าง
โครงสร้างโมเลกุลของ piperidine ที่มา: Benjah-bmm27 / สาธารณสมบัติ
ในภาพบนเรามีโครงสร้างโมเลกุลของไพเพอริดีนซึ่งแสดงโดยแบบจำลองของทรงกลมและแท่ง ทรงกลมสีดำซึ่งสอดคล้องกับอะตอมของคาร์บอนประกอบขึ้นเป็นโครงกระดูกที่จะเหมือนกับไซโคลเฮกเซนหากไม่ใช่สำหรับอะตอมไนโตรเจนซึ่งเป็นทรงกลมสีน้ำเงิน
ที่นี่คุณจะเห็นหน่วยเมทิลีน 5 หน่วย CH 2และวิธีการจัดเรียงอะตอมของไฮโดรเจน ในทำนองเดียวกันกลุ่มอะมิโนทุติยภูมิคือ NH ซึ่งสังเกตเห็นได้อย่างชัดเจนซึ่งไนโตรเจนอิเล็กโทรเนกาติวิตีให้ขั้วกับโมเลกุล
ดังนั้นไพเพอริดีนจึงมีโมเมนต์ไดโพลถาวรซึ่งความหนาแน่นของประจุลบจะเข้มข้นรอบ ๆ NH
เนื่องจากไพเพอริดีนมีโมเมนต์ไดโพลแรงระหว่างโมเลกุลหรือปฏิกิริยาส่วนใหญ่จะอยู่ในประเภทไดโพล - ไดโพล
ในระหว่างปฏิกิริยาไดโพล - ไดโพลมีพันธะไฮโดรเจนที่สร้างขึ้นโดยกลุ่ม NH-NH ของโมเลกุลไพเพอริดีนที่อยู่ใกล้เคียง เป็นผลให้โมเลกุลของไพเพอริดีนรวมตัวกันในของเหลวที่เดือดที่อุณหภูมิ106ºC
ความสอดคล้อง
วงแหวนหกเหลี่ยมของไพเพอริดีนเช่นเดียวกับไซโคลเฮกเซนไม่แบน: อะตอมของไฮโดรเจนจะสลับตำแหน่งตามแนวแกน (ด้านบนหรือด้านล่าง) และเส้นศูนย์สูตร (ชี้ไปด้านข้าง) ดังนั้นไพเพอริดีนจึงใช้รูปแบบเชิงพื้นที่ต่างๆเก้าอี้จึงมีความสำคัญและมั่นคงที่สุด
ภาพก่อนหน้านี้แสดงให้เห็นถึงหนึ่งในสี่ของคอนโฟเมอร์ที่เป็นไปได้ซึ่งอะตอมของไฮโดรเจนของกลุ่ม NH ตั้งอยู่ในตำแหน่งเส้นศูนย์สูตร ในขณะที่อิเล็กตรอนคู่ที่ไม่ได้ใช้ร่วมกับไนโตรเจนพวกมันจะอยู่ในตำแหน่งตามแนวแกน (ขึ้นไปในกรณีนี้)
โครงสร้างตามแนวแกนของ piperidine อะตอมของไฮโดรเจนในตำแหน่งแกนจะเพิ่มความตึงของวงแหวนโดยการอยู่ใกล้กับไฮโดรเจนในแนวแกนและที่อยู่ติดกันมากเกินไป ที่มา: Benjah-bmm27 / สาธารณสมบัติ
ตอนนี้มีการแสดงรูปแบบอื่น (ภาพบน) ซึ่งคราวนี้อะตอมของไฮโดรเจนของกลุ่ม NH อยู่ในตำแหน่งตามแนวแกน (ขึ้นไป) และอิเล็กตรอนคู่ที่ไม่ใช้ร่วมกันของไนโตรเจนในตำแหน่งเส้นศูนย์สูตร (ทางด้านซ้าย)
ดังนั้นโดยรวมแล้วจึงมีคอนเฟลอร์สี่ตัว: สองตัวมีไฮโดรเจนของ NH ในตำแหน่งตามแนวแกนและแนวเส้นศูนย์สูตรและอีกสองตัวที่ตำแหน่งสัมพัทธ์ของอิเล็กตรอนคู่ของไนโตรเจนที่เกี่ยวข้องกับเก้าอี้นั้นแตกต่างกันไป
รูปแบบที่ไฮโดรเจนของ NH อยู่ในตำแหน่งเส้นศูนย์สูตรมีความเสถียรที่สุดเนื่องจากความตึงเครียดที่ต่ำกว่า
สังเคราะห์
การสังเคราะห์ไพเพอริดีนครั้งแรกเกิดจากไพเพอรีนซึ่งเป็นหนึ่งในอนุพันธ์ตามธรรมชาติซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของพริกไทยดำและมีหน้าที่รับผิดชอบต่อคุณสมบัติทางประสาทสัมผัสหลายประการของเครื่องปรุงรสนี้ ไพเพอรีนทำปฏิกิริยากับกรดไนตริกปล่อยหน่วยเฮเทอโรไซคลิกซึ่งโครงสร้างได้รับการแก้ไขแล้ว
อย่างไรก็ตามในเครื่องชั่งอุตสาหกรรมแนะนำให้ใช้การสังเคราะห์ไพเพอริดีนโดยการเร่งปฏิกิริยาไฮโดรจิเนชันของไพริดีน:
การเติมไฮโดรเจนของไพริดีนเพื่อให้ได้ไพเพอริดีน ที่มา: Steffen 962 ผ่าน Wikipedia
ไฮโดรเจน H 2จับกับวงแหวนไพริดีนทำลายระบบอะโรมาติกซึ่งจำเป็นต้องใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาโลหะ
อนุพันธ์
ไพเพอรีน
สิ่งที่สำคัญกว่าไพเพอริดีนคือหน่วยโครงสร้างซึ่งเป็นที่รู้จักในอัลคาลอยด์นับไม่ถ้วนและสารที่มาจากพืช ตัวอย่างเช่นด้านล่างคือโครงสร้างโมเลกุลของไพเพอรีน:
สูตรโครงสร้างของไพเพอรีน ที่มา: Neurotiker ผ่าน Wikipedia
ไพเพอรีนมีโครงสร้างคอนจูเกตสูง นั่นคือมันมีพันธะคู่ที่ประสานกันหลายตัวซึ่งดูดซับรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าและไม่ทางใดก็ทางหนึ่งทำให้เป็นสารประกอบที่ไม่เป็นพิษสำหรับการบริโภคของมนุษย์ ถ้าไม่เช่นนั้นพริกไทยดำจะเป็นพิษ
Coniína
เฮเทอโรไซคลิกและวงแหวนหกเหลี่ยมของไพเพอริดีนยังพบในโคนินซึ่งเป็นสารพิษต่อระบบประสาทที่สกัดจากเฮมล็อกซึ่งมีผลต่อกลิ่นที่ไม่พึงประสงค์และยังใช้เป็นพิษต่อโสกราตีส โครงสร้างของมันคือ:
สูตรโครงสร้างของโคนิอิน ที่มา: NEUROtiker / โดเมนสาธารณะ
โปรดสังเกตว่าโคนิอินแทบจะไม่แตกต่างจากไพเพอริดีนเนื่องจากมีสารทดแทนโพรพิลอยู่บนคาร์บอนที่อยู่ติดกับกลุ่ม NH
ดังนั้นอนุพันธ์ของไพเพอริดีนจึงได้มาจากการแทนที่ไฮโดรเจนของวงแหวนหรือไฮโดรเจนของกลุ่ม NH ด้วยกลุ่มอื่นหรือเศษโมเลกุล
มอร์ฟีน
สูตรโครงสร้างของมอร์ฟีน ที่มา: NEUROtiker / โดเมนสาธารณะ
มอร์ฟีนเป็นอีกหนึ่งอนุพันธ์ตามธรรมชาติของไพเพอริดีน คราวนี้แหวนไพเพอริดีนหลอมรวมกับวงแหวนอื่น ๆ และชี้ออกจากเครื่องบินไปในทิศทางของผู้สังเกตการณ์ มันจะถูกระบุเพราะมันเป็นความผูกพันกับ CH 3กลุ่ม
ยาเสพติด
Piperidine และอนุพันธ์ใช้ในการออกแบบและสังเคราะห์ยาประเภทต่างๆ ดังนั้นจึงเป็นอนุพันธ์สังเคราะห์ของไพเพอริดีน มีสามรายการด้านล่างพร้อมกับสูตรโครงสร้างตามลำดับ:
Risperidone ซึ่งเป็นยารักษาโรคจิตที่ผิดปกติที่กำหนดไว้สำหรับการรักษาความผิดปกติทางจิตหลายอย่าง ที่มา: Fvasconcellos (talk • contribs) / Public domain
Minoxidil ซึ่งเป็นยาขยายหลอดเลือดโดยทั่วไปใช้ในการจัดการกับผมร่วง ที่มา: Vaccinationist / Public domain
Icaridin หรือ picaridin ซึ่งเป็นสารขับไล่แมลงที่ประกอบขึ้นเป็นสูตรของสารขับไล่ OFF ที่มา: Arrowsmaster / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)
อ้างอิง
- Graham Solomons TW, Craig B.Fryhle (2554). เคมีอินทรีย์. (10 THฉบับ.) ไวลีย์พลัส
- แครี่ F. (2008). เคมีอินทรีย์. (พิมพ์ครั้งที่หก). Mc Graw Hill
- มอร์ริสันและบอยด์ (2530). เคมีอินทรีย์. (พิมพ์ครั้งที่ห้า). Addison-Wesley Iberoamericana
- วิกิพีเดีย (2020) ไพเพอริดีน. สืบค้นจาก: en.wikipedia.org
- ศูนย์ข้อมูลเทคโนโลยีชีวภาพแห่งชาติ (2020) ไพเพอริดีน. ฐานข้อมูล PubChem, CID = 8082 สืบค้นจาก: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- Elsevier BV (2020) ไพเพอริดีน. ScienceDirect ดึงมาจาก: sciencedirect.com
- Harold D. ธนาคาร (2535). การสังเคราะห์ Piperidine . กู้คืนจาก: apps.dtic.mil