The piperidin merupakan senyawa organik yang kental rumus (CH 2 ) 5 NH. Ini terdiri dari amina sekunder siklik, di mana gugus amino, NH, adalah bagian dari cincin heksagonal, yang bersifat heterosiklik, karena adanya atom nitrogen.
Piperidine adalah versi nitrogen dari sikloheksana. Sebagai contoh, perhatikan pada gambar di bawah rumus struktur piperidin: ini sangat mirip dengan sikloheksana, dengan satu-satunya perbedaan bahwa salah satu gugus metilen, CH 2 , telah diganti dengan NH.
Rumus struktural piperidin. Sumber: NEUROtiker / Domain publik
Nama aneh amina ini berasal dari kata Latin 'piper', yang berarti lada, seperti pada lada hitam yang pertama kali ditemukan dan disintesis. Faktanya, aroma piperidine disalahartikan sebagai campuran lada dan ikan.
Cincin heksagonal dan heterosikliknya juga terdapat di banyak alkaloid dan obat-obatan, sehingga piperidin digunakan untuk sintesis organik produk tersebut; seperti morfin, minoksidil, dan resperidon.
Struktur
Struktur molekuler piperidin. Sumber: Benjah-bmm27 / Domain publik
Pada gambar atas kita memiliki struktur molekul piperidine, yang diwakili oleh model bola dan batang. Bola hitam, sesuai dengan atom karbon, membentuk kerangka yang akan sama dengan sikloheksana jika bukan karena atom nitrogen, bola kebiruan.
Di sini Anda dapat melihat lima unit metilen, CH 2 , dan cara atom hidrogennya tersusun. Demikian juga, gugus amino sekunder, NH, diamati dengan jelas, yang nitrogen elektronegatifnya memberikan polaritas pada molekul.
Oleh karena itu, piperidin memiliki momen dipol permanen, di mana massa jenis muatan negatif terkonsentrasi di sekitar NH.
Karena piperidin memiliki momen dipol, gaya antarmolekulnya atau interaksinya sebagian besar merupakan jenis dipol-dipol.
Di antara interaksi dipol-dipol, terdapat ikatan hidrogen yang dibentuk oleh gugus NH-NH dari molekul piperidin tetangga. Akibatnya, molekul piperidin bergabung dalam cairan yang mendidih pada suhu 106ºC.
Konformasi
Cincin heksagonal piperidin, seperti cincin sikloheksana, tidak datar: atom hidrogennya bergantian dalam posisi aksial (atas atau bawah) dan ekuator (mengarah ke samping). Dengan demikian, piperidine mengadopsi berbagai konformasi spasial, kursi menjadi yang paling penting dan stabil.
Gambar sebelumnya menunjukkan salah satu dari empat kemungkinan confomer di mana atom hidrogen dari gugus NH berada di posisi ekuator; sedangkan pasangan elektron yang tidak berbagi nitrogen, mereka berada pada posisi aksial (dalam kasus ini ke atas).
Konformasi aksial piperidin. Atom hidrogen pada posisi aksial meningkatkan tegangan sterik pada cincin karena terlalu dekat dengan hidrogen aksial dan yang berdekatan lainnya. Sumber: Benjah-bmm27 / Domain publik
Sekarang konformer lain ditampilkan (gambar atas), di mana kali ini atom hidrogen dari gugus NH berada dalam posisi aksial (ke atas); dan pasangan elektron nitrogen yang tidak terbagi, di posisi ekuator (ke kiri).
Jadi totalnya ada empat konformer: dua dengan hidrogen NH dalam posisi aksial dan ekuator, dan dua lainnya di mana posisi relatif pasangan elektron nitrogen terhadap kursi bervariasi.
Konformer di mana hidrogen NH berada di posisi ekuator adalah yang paling stabil, karena fakta bahwa mereka menderita tegangan sterik yang lebih rendah.
Perpaduan
Sintesis pertama piperidin berasal dari piperin, salah satu turunan alaminya yang merupakan bagian dari lada hitam dan bertanggung jawab atas beberapa sifat organoleptik bumbu ini. Piperine bereaksi dengan asam nitrat, melepaskan unit heterosiklik yang strukturnya telah direvisi.
Namun, pada skala industri, sintesis piperidin dengan hidrogenasi katalitik piridin lebih disukai:
Hidrogenasi piridin untuk mendapatkan piperidin. Sumber: Steffen 962 melalui Wikipedia.
Hidrogen, H 2 , mengikat cincin piridin, memutus sistem aromatiknya, yang membutuhkan bantuan katalis logam.
Derivatif
Piperine
Jauh lebih penting daripada piperidin itu sendiri adalah unit strukturalnya, yang dapat dikenali dalam alkaloid yang tak terhitung jumlahnya dan zat yang berasal dari tumbuhan. Misalnya, di bawah ini adalah struktur molekul piperine:
Rumus struktural piperine. Sumber: Neurotiker melalui Wikipedia.
Piperine memiliki struktur yang sangat terkonjugasi; yaitu, ia memiliki beberapa ikatan rangkap terkoordinasi yang menyerap radiasi elektromagnetik, dan dengan satu atau lain cara, menjadikannya senyawa non-toksik untuk konsumsi manusia. Jika tidak, lada hitam akan menjadi racun.
Coniína
Cincin piperidin heterosiklik dan heksagonal juga ditemukan di conin, racun saraf yang diekstrak dari hemlock, bertanggung jawab atas baunya yang tidak sedap, dan yang juga digunakan untuk meracuni Socrates. Strukturnya adalah:
Rumus struktur coniin. Sumber: NEUROtiker / Domain publik
Perhatikan bahwa coniin hampir tidak berbeda dari piperidin dengan adanya substituen propil pada karbon yang berdekatan dengan gugus NH.
Jadi, turunan piperidin diperoleh dengan mensubstitusi hidrogen cincin, atau hidrogen gugus NH itu sendiri, dengan gugus atau fragmen molekul lain.
Morfin
Rumus struktur morfin. Sumber: NEUROtiker / Domain publik
Morfin adalah salah satu turunan alami piperidin. Kali ini cincin piperidine menyatu dengan cincin lain, dan mengarah keluar dari bidang, ke arah pengamat. Ini diidentifikasi karena membentuk ikatan dengan gugus CH 3 .
Narkoba
Piperidine dan turunannya digunakan untuk desain dan sintesis berbagai jenis obat. Oleh karena itu, mereka adalah turunan sintetis dari piperidine. Tiga di antaranya tercantum di bawah ini bersama dengan rumus strukturnya masing-masing:
Risperidone, antipsikotik atipikal yang diresepkan untuk pengobatan berbagai gangguan mental. Sumber: Fvasconcellos (bicara • kontrib) / Domain publik
Minoksidil, vasodilator yang umumnya digunakan untuk mengatasi alopecia. Sumber: Vaccinationist / Public domain
Icaridin atau picaridin, pengusir serangga yang membuat formulasi pengusir nyamuk OFF. Sumber: Arrowsmaster / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)
Referensi
- Graham Solomons TW, Craig B. Fryhle. (2011). Kimia organik. ( Edisi ke 10. ). Wiley Plus.
- Carey F. (2008). Kimia organik. (Edisi keenam). Mc Graw Hill.
- Morrison dan Boyd. (1987). Kimia organik. (Edisi kelima). Addison-Wesley Iberoamericana.
- Wikipedia. (2020). Piperidine. Dipulihkan dari: en.wikipedia.org
- Pusat Nasional untuk Informasi Bioteknologi. (2020). Piperidine. Basis Data PubChem., CID = 8082. Diperoleh dari: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- Elsevier BV (2020). Piperidine. ScienceDirect. Diperoleh dari: sciencedirect.com
- Harold D. Banks. (1992). Sintesis Piperidine. . Diperoleh dari: apps.dtic.mil