Diferencia entre revisiones de «Piperidina»

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La piperidina es una [[Base (química)|base]] fuerte ([[PKa|pK<sub>a</sub/>]] = 11,28).<ref name=PubChem/> Por ello, [[Neutralización (química)|neutraliza]] [[ácido]]s en [[Reacción exotérmica|reacciones exotérmicas]] formando sales y agua. Al combinarse con [[agentes reductores]] fuertes como [[hidruro]]s, puede generar [[hidrógeno]] gaseoso.<ref name=ChemBook>[http://www.chemicalbook.com/ProductChemicalPropertiesCB3761009_EN.htm 1-Oxa-4-azacyclohexane (Chemical Book)]</ref>
 
== Conformación ==
La piperidina adopta diversas [[Conformación|conformaciones espaciales]], en concreto una [[conformación de silla]] similar a la que adopta el [[ciclohexano]]. Pero a diferencia de éste, la piperidina tiene dos conformaciones de silla distinguibles: una con el enlace N–H en posición axial, y la otra en posición ecuatorial. Tras cierta controversia a mediados del [[siglo XX]], se concluyó que la conformación ecuatorial es más estable (por 0,72 [[Kilocaloría|kcal]]/[[mol]]) en fase gaseosa.<ref name="conf1">{{cita publicación |título=Influence of calculation level and effect of methylation on axial/equatorial equilibria in piperidines |publicación=Journal of Computational Chemistry |volumen=19 |número=8 |año=1998 |páginas=961–976 |autor=Luis Carballeira, Ignacio Pérez-Juste |doi=10.1002/(SICI)1096-987X(199806)19:8<961::AID-JCC14>3.0.CO;2-A}}</ref> Dicha conformación parece también ser la más estable en [[Disolución|disoluciones]] de piperidina en solventes [[Apolar|apolares]], si bien en solventes polares la conformación preferida puede ser la contraria.<ref>{{cita publicación |título=Conformation of piperidine and of derivatives with additional ring hetero atoms |autor=Ian D. Blackburne, Alan R. Katritzky, Yoshito Takeuchi |publicación=Acc. Chem. Res. |año=1975 |volumen=8 |número=9 |páginas=300–306 |doi=10.1021/ar50093a003}}</ref>
 
Los dos [[confórmero]]s se interconvierten rápidamente a través de la denominada [[inversión del nitrógeno]] (oscilación del átomo de [[nitrógeno]] de uno al otro lado del plano formado por los grupos a los que está unido); la [[Energía libre termodinámica|energía libre]] estimada para este proceso es 6,1 kcal/mol, sustancialmente más baja que los 10,4 kcal/mol necesarios para la [[inversión del anillo]] (oscilación que conserva la forma del anillo pero que hace cambiar las posiciones espaciales entre átomos).<ref>{{cita publicación |título=Nitrogen inversion in piperidine|autor=F.A.L. Anet, Issa Yavari |publicación=J. Am. Chem. Soc. |año=1977 |volumen=99 |número=8 |páginas=2794–2796 |doi=10.1021/ja00450a064}}</ref> En el caso de la [[N-metilpiperidina|''N''-metilpiperidina]], la conformación ecuatorial es la preferida por 3,16 kcal/mol,<ref name="conf1" /> energía mucho mayor que en el caso del [[metilciclohexano]] (1,74 kcal/mol).
 
{|align="center" class="wikitable"
|<center>[[Archivo:Piperidine-axial-3D-balls-A.png|200px]]</center>||<center>[[Archivo:Piperidine-equatorial-3D-balls-A.png|200px]]</center>
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|<center>Conformación axial</center>||<center>Conformación ecuatorial</center>
|}
 
== Producción ==
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El motivo estructural de la Piperidina se encuentra en numerosos alcaloides naturales como la [[Piperina]], que da a la [[pimienta negra]] su sabor picante y la toxina de las hormigas coloradas ''[[Solenopsis invicta]]'',<ref name="bowen">{{cita publicación | autor = Arbiser JL, Kau T, Konar M et al. | título = Solenopsin, the alkaloidal component of the fire ant (Solenopsis invicta), is a naturally occurring inhibitor of phosphatidylinositol-3-kinase signaling and angiogenesis | publicación = Blood | año = 2007 | volumen = 109 | número = 2 | páginas = 560–5 | doi = 10.1182/blood-2006-06-029934 | pmid = 16990598}}</ref> el análogo de la [[nicotina]], la [[anabasina]] del árbol de tabaco (''[[Nicotiana glauca]]''), [[lobelina]] del [[tabaco indio]], el alcaloide tóxico [[coniina]] del género de plantas ''[[Conium]]''.
 
== Conformación ==
La piperidina adopta diversas [[Conformación|conformaciones espaciales]], en concreto una [[conformación de silla]] similar a la que adopta el [[ciclohexano]]. Pero a diferencia de éste, la piperidina tiene dos conformaciones de silla distinguibles: una con el enlace N–H en posición axial, y la otra en posición ecuatorial. Tras cierta controversia a mediados del [[siglo XX]], se concluyó que la conformación ecuatorial es más estable (por 0,72 [[Kilocaloría|kcal]]/[[mol]]) en fase gaseosa.<ref name="conf1">{{cita publicación |título=Influence of calculation level and effect of methylation on axial/equatorial equilibria in piperidines |publicación=Journal of Computational Chemistry |volumen=19 |número=8 |año=1998 |páginas=961–976 |autor=Luis Carballeira, Ignacio Pérez-Juste |doi=10.1002/(SICI)1096-987X(199806)19:8<961::AID-JCC14>3.0.CO;2-A}}</ref> Dicha conformación parece también ser la más estable en [[Disolución|disoluciones]] de piperidina en solventes [[Apolar|apolares]], si bien en solventes polares la conformación preferida puede ser la contraria.<ref>{{cita publicación |título=Conformation of piperidine and of derivatives with additional ring hetero atoms |autor=Ian D. Blackburne, Alan R. Katritzky, Yoshito Takeuchi |publicación=Acc. Chem. Res. |año=1975 |volumen=8 |número=9 |páginas=300–306 |doi=10.1021/ar50093a003}}</ref>
 
Los dos [[confórmero]]s se interconvierten rápidamente a través de la denominada [[inversión del nitrógeno]] (oscilación del átomo de [[nitrógeno]] de uno al otro lado del plano formado por los grupos a los que está unido); la [[Energía libre termodinámica|energía libre]] estimada para este proceso es 6,1 kcal/mol, sustancialmente más baja que los 10,4 kcal/mol necesarios para la [[inversión del anillo]] (oscilación que conserva la forma del anillo pero que hace cambiar las posiciones espaciales entre átomos).<ref>{{cita publicación |título=Nitrogen inversion in piperidine|autor=F.A.L. Anet, Issa Yavari |publicación=J. Am. Chem. Soc. |año=1977 |volumen=99 |número=8 |páginas=2794–2796 |doi=10.1021/ja00450a064}}</ref> En el caso de la [[N-metilpiperidina|''N''-metilpiperidina]], la conformación ecuatorial es la preferida por 3,16 kcal/mol,<ref name="conf1" /> energía mucho mayor que en el caso del [[metilciclohexano]] (1,74 kcal/mol).
 
{|align="center" class="wikitable"
|<center>[[Archivo:Piperidine-axial-3D-balls-A.png|200px]]</center>||<center>[[Archivo:Piperidine-equatorial-3D-balls-A.png|200px]]</center>
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|<center>Conformación axial</center>||<center>Conformación ecuatorial</center>
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== Reactividad ==