Пиперидин

Пиперидин
Общие
Традиционные названия	пентаметиленимин
Химическая формула	C5H11N
Физические свойства
Состояние (ст. усл.)	жидкость
Молярная масса	85.15 г/моль
Плотность	0.862 г/см³
Динамическая вязкость (ст. усл.)	1.573 Па·с (при 20 °C)
Термические свойства
Температура плавления	−7 °C
Температура кипения	106 °C
Химические свойства
pKa	11.24
Растворимость в воде	смешивается
Оптические свойства
Показатель преломления	1.4530
Классификация
Рег. номер CAS	110-89-4
SMILES	C1CCCCN1

Пиперидин (пентаметиленимин) — гексагидропиридин, шестичленный насыщенный цикл с одним атомом азота. Бесцветная жидкость с аммиачным запахом, смешивается с водой, а также с большинством органических растворителей, образует азеотропную смесь с водой (35% воды по массе, T_кип 92.8°C) Входит в виде структурного фрагмента в фармацевтические препараты и алкалоиды. Получил своё название от латинского названия черного перца Piper nigrum, из которого впервые был выделен.

Впервые пиперидин быль выделен Эрстедом из черного перца в 1819 году. В 1894 году осуществлён его полный синтез Альбертом Ладенбургом и Шолцом.

Методы получения

• В промышленности в основном гидрированием пиридина над дисульфидом молибдена или никелем при 200 °C в качестве катализатора

• Электрохимическим восстановлением:

• Из пиридина восстановлением натрием в абсолютном этаноле.

• Нагреванием пентаметилендиамина дигидрохлорида.

$\mathsf{H_2NCH_2CH_2CH_2CH_2CH_2NH_2\cdot 2HCl \rightarrow C_5H_{10}NH\cdot HCl + NH_4Cl}$

Реакционная способность

По своим химическим свойствам пиперидин является типичным вторичным алифатическим амином. Образует соли с минеральными кислотами, легко алкилируется и ацилируется по атому азота, образует комплексные соединения с переходными металлами (Cu, Ni и т.п.). Нитрозируется азотистой кислотой с образованием N-нитрозопиперидина, при действии гипохлоритов в щелочной среде образует соответствующий N-хлорамин C₅H₁₀NCl,

При кипячении пиперидина с концентрированной йодоводородной кислотой происходит восстановительное раскрытие цикла с образованием пентана:

$\mathsf{C_5H_{10}NH + 4HI \rightarrow C_5H_{12} + NH_3 + 2I_2}$

При расщеплении исчерпывающем метилировании и расщеплении по Гофману образует пента-1,3-диен.

При нагревании в серной кислоте в присутствии солей меди или серебра пиперидин дегидрируется в пиридин.

Нахождение в природе и биологическая роль

Сам пиперидин выделялся из перца. Пиперидиновый цикл является структурным фрагментом ряда алкалоидов. Так пиперидиновый цикл входит в состав алкалоида кониина, содержащегося в болиголове пятнистом, в состав пиперина, который придаёт жгучий вкус черному перцу. Также в Solenopsin токсине Огненных муравьёв.

Применение

Пиперидин широко используется в органическом синтезе используется в качестве основного катализатора при альдольной конденсации, реакции Кнёвенагеля, как аминный компонент в реакции Манниха и реакции Михаэля.

Пиперидин как высококипящий вторичный амин используется для превращения кетонов в енамины, которые могут быть проалкилированы или проацилированы в α-положение (реакция Сторка).

Безопасность

Токсичен как при попадании на кожу, так и при вдыхании паров. Легковоспламеним, температура вспышки 16 °C. Работы с ним проводятся в вытяжном шкафу.