Piperidina

Lapiperidina, nome sistematicoazacicloesano, è uncomposto organicodi formula (CH2)5NH. È un'ammina eterociclicasecondaria il cui scheletro è un anello a sei termini con cinque unitàponte metilene(-CH2-) e un atomo diazoto. È un liquido incolore, fumante, con un odore descritto come ammoniacale, pepato;il nome deriva dal generePiper, che è la parola latina perpepe.La piperidina è molto usata comesintoneereagentechimico per la sintesi di vari composti organici, anche farmaceutici.
La piperidina si produce industrialmente per idrogenazione dellapiridina, di solito con uncatalizzatoredi solfuro di molibdeno:
La piperidina si può ottenere anche con l'idrogenazione della piridina condotta consodioinetanolo.
La piperidina è stata ricavata dal pepe, dallaPsilocaulon absimileN.E.Br (Aizoaceae)e dallaPetrosimonia monandra.
L'anello della piperidina è presente in moltialcaloidinaturali, tra i quali:
La piperidina preferisce la conformazione a sedia, analogamente alcicloesano. A differenza del cicloesano, la piperidina possiede due diverse conformazioni a sedia: in una il legame N–H è in posizione assiale, e nell'altra in posizione equatoriale.
Dopo una lunga controversia nel periodo 1950–1970, si è trovato che la conformazione equatoriale è più stabile di 0,72 kcal/mol in fase gassosa.In solventi non polari si è valutato un intervallo tra 0,2 e 0,6 kcal/mol, ma in solventi polari potrebbe essere più stabile il conformero assiale.
I due conformeri si interconvertono rapidamente per inversione dell'azoto; la barriera energetica per questo processo è stimata in 6,1 kcal/mol, un valore sostanzialmente minore delle 10,4 kcal/mol necessarie per l'inversione dell'anello.Nel caso dellaN-metilpiperidina la conformazione equatoriale è preferita per 3,16 kcal/mol,un valore molto maggiore di quello del metilcicloesano, 1,74 kcal/mol.
La piperidina è unaamminasecondaria molto usata. Insieme alla pirrolidina e alla morfolina è una delle ammine secondarie più usate per convertirealdeidiechetoniche abbiano almeno un atomo diidrogenoin posizione alfa nelle corrispondentienammine.Le enammine derivate dalla piperidina si possono usare nell'alchilazione delle enammine di Stork; tali enammine alchilate possono poi essere facilmente riconvertite nei corrispondenti chetoni e aldeidi alchilati.
La piperidina si può convertire nella suacloramminaC5H10NCl conipoclorito di calcio. La clorammina risultante puòeliminarefacilmente una molecola diHClformando l'imminaendociclica (C5H9N).
Oltre che come reagente per sintesi di composti, la piperidina è usata sia comesolventeche comebase. Lo stesso vale per alcuni derivati: laN-formilpiperidina (C5H10N−CH=O) è un solvente polare aprotico in grado di sciogliere idrocarburi meglio di altri solventi ammidici, e la 2,2,6,6-tetrametilpiperidina è una base con altoingombro sterico, utile per la scarsissimanucleofilia e alta solubilità in solventi organici. Un'importante applicazione industriale della piperidina è nella sintesi di prodotti acceleranti per la vulcanizzazione della gomma.La piperidina e i suoi derivati sono inoltre comunissimi sintoni nella sintesi di farmaci e prodotti della chimica fine. L'anello della piperidina si trova ad esempio nei farmaciparoxetina,risperidone,raloxifene,minoxidil,aloperidolo,petidina, e in tanti altri. La piperidina è anche comunemente impiegata in reazioni chimiche di degradazione, come nelsequenziamento del DNAper rompere specifici nucleotidi modificati. È usata anche come base per deproteggere amminoacidi FMOC nella sintesi dei peptidi in fase solida.