Piperidīns

Piperidīns (C₅H₁₁N) ir heterociklisks amīns - slāpekli saturošs organiskais savienojums. Piperidīns pieder pie sešlocekļu heterocikliem un to var uzskatīt par pilnīgi hidrogenētu piridīnu. Piperidīns ir bezkrāsains šķidrums ar īpatnēju amīnu smaku. Jaucas ar ūdeni un veido ar to azeotropu maisījumu (35% ūdens 92,8 °C temperatūrā). Piperidīns ir ļoti stipra bāze.

Piperidīns
Piperidīna struktūrformula un molekulas modelis
Citi nosaukumi	heksahidropiridīns, azacikloheksāns, pentametilēnamīns, azināns
CAS numurs	110-89-4
Ķīmiskā formula	C5H11N
Molmasa	85,15 g/mol
Blīvums	862 kg/m3
Kušanas temperatūra	-7 °C
Viršanas temperatūra	106 °C
Šķīdība ūdenī	jaucas jebkurās attiecībās

Vēsture

Pirmo reizi piperidīnu ieguva Hanss Kristians Ersteds no pipariem 1819. gadā. 1894. gadā Alberts Ladenburgs un Šolcs veica pilnu piperidīna sintēzi.

Piperidīns savu nosaukumu ieguvis no latīņu vārda Piper - pipari. Gluži nejauši šis vārds izrādījās līdzīgs piridīna nosaukumam, kurš radies no grieķu vārda pyr - uguns, atšķirība ir tikai zilbē pe pēc pirmās zilbes. Tā kā piperidīns no piridīna atšķiras tikai ar to, ka tā dubultsaites ir pilnīgi piesātinātas ar ūdeņradi, piperidīna atvasinājumu triviālie nosaukumi vēsturiski tikuši veidoti no atbilstošajiem piridīna atvasinājumiem, iespraužot zilbi pe pēc pirmās zilbes. Līdz ar to piesātinātos pikolīnus (metilpiridīnus) sauc par pipekolīniem, lutidīnus (dimetilpiridīnus) par lupetidīniem, kolidīnus (trimetilpiridīnus) - par kopelidīniem, parvolīnus (tetrametilpiridīnus) - par parpevolīniem, bet pilnīgi hidrogenētu nikotīnskābi - par nipekotīnskābi.

Atrašanās dabā

Piperidīna gredzenu satur daudzi alkaloīdi. Pazīstami piperidīna atvasinājumi ir anabazīns (tabakas alkaloīds) un koniīns - plankumainā suņstobra alkaloīds. Piperidīna cikls ietilpst arī piperīna, kurš dod aso garšu melnajiem pipariem, molekulas sastāvā un dzēlējskudru (Solenopsis) toksīna solenopsīna sastāvā.

Iegūšana

Iegūst, hidrogenējot piridīnu niķeļa vai molibdēna disulfīda katalizatora klātienē:

C₅H₅N + 3 H₂ → C₅H₁₀NH

Var iegūt arī, karsējot pentametilēndiamīna dihidrohlorīdu:

NH₂CH₂CH₂CH₂CH₂CH₂NH₂·2HCl → C₅H₁₀NH·HCl

Molekulas uzbūve

Līdzīgi cikloheksānam, piperidīna molekula galvenokārt atrodas tā saucamajā krēsla konformācijā, kurai šeit ir divi varianti - kad pie slāpekļa atoma esošais ūdeņradis novietots aksiāli un ekvatoriāli.

aksiālā konformācija	ekvatoriālā konformācija

Īpašības

Piperidīna īpašības galvenokārt līdzīgas otrējo amīnu īpašībām, piemēram, tas viegli veido sāļus, kā arī acilējas un alkilējas pie slāpekļa atoma.

Piperidīna ciklu var atvērt, vārot kopā ar HI.

Veido ciklisku imīnu, iedarbojoties ar hlorkaļķiem (rodas hloramīns, kurš dehidrohlorējas).

Karsējot sērskābē vara vai sudraba sāļu klātienē, dehidrogenējas līdz piridīnam.

Veido kompleksus ar smagajiem metāliem.

Izmantošana

Lieto organiskajā sintēzē par bāzisku katalizatoru un par medikamentu iegūšanas izejvielu. Izmanto arī par šķīdinātāju.

Literatūra

• O. Neilands. Organiskā ķīmija. Rīga: Zvaigzne, 1977, 390. lpp.

Svarīgākie heterocikli

Hetero- atomi	Trīslocekļu cikli		Četrlocekļu cikli		Pieclocekļu cikli		Sešlocekļu cikli		Septiņlocekļu cikli
	Piesātinātie	Ne- piesātinātie	Piesātinātie	Ne- piesātinātie	Piesātinātie	Ne- piesātinātie	Piesātinātie	Ne- piesātinātie	Piesātinātie	Ne- piesātinātie
O	Oksirāns	Oksirēns	Oksetāns	Oksets	Tetrahidrofurāns	Furāns	Tetrahidropirāns	Pirāns	Oksepāns	Oksepīns
S	Tiirāns	Tiirēns	Tietāns	Tiets	Tetrahidrotiofēns	Tiofēns	Tiāns	Tiīns	Tiepāns	Tiepīns
N	Aziridīns	Azirīns	Azetidīns	Azets	Pirolidīns	Pirols Pirolīns Indols*** Karbazols****	Piperidīns Hinuklidīns*	Piridīns Hinolīns*** Izohinolīns*** Akridīns****	Azepāns	Azepīns
2O			Dioksetāns		Dioksolāns		Dioksāns
2N				Diazets	Pirazolidīns Imidazolidīns	Pirazols Imidazols Pirazolīns Imidazolīns	Piperazīns	Pirazīns Pirimidīns Piridazīns	Diazepāns	Diazepīns
3N						Triazols Benztriazols***		Triazīns
4N						Tetrazols		Tetrazīns
5N						Pentazols**
S + N					Tiazolidīns	Tiazols Izotiazols	Tiomorfolīns	Tiazīns
O + N	Oksaziridīns					Izoksazols Oksazols	Morfolīns	Oksazīns
O + 2N						Furazāns		Oksadiazīns

*divi sajūgti sešlocekļu cikli    **cikls sastāv tikai no slāpekļa atomiem    ***satur kondensētu benzola gredzenu    ****satur 2 kondensētus benzola gredzenus