Пиперазин
| |||
| Имена | |||
|---|---|---|---|
| Предпочтительное название ИЮПАК Пиперазин [1] | |||
| Систематическое название ИЮПАК 1,4-Диазациклогексан | |||
| Другие имена Гексагидропиразин Пиперазидины Диэтилендиамин 1,4-Диазинан | |||
| Идентификаторы | |||
3D model ( JSmol ) | |||
| ЧЭБИ | |||
| ЧЕМБЛ | |||
| ХимическийПаук | |||
| Лекарственный Банк | |||
| Информационная карта ECHA | 100.003.463 | ||
| КЕГГ | |||
ПабХим CID | |||
| НЕКОТОРЫЙ | |||
Панель управления CompTox ( EPA ) | |||
| Характеристики | |||
| С 4 Ч 10 Н 2 | |||
| Молярная масса | 86.138 g·mol −1 | ||
| Появление | Белое кристаллическое твердое вещество | ||
| Температура плавления | 106 ° С (223 ° F; 379 К) [2] | ||
| Точка кипения | 146 ° С (295 ° F; 419 К) [2] Сублиматы | ||
| Свободно растворим [2] | |||
| Кислотность ( pKa ) | 9.8 | ||
| Основность (p K b ) | 4.19 [2] | ||
| -56.8·10 −6 см 3 /моль | |||
| Фармакология | |||
| P02CB01 ( ВОЗ ) | |||
| Фармакокинетика : | |||
| 60-70% | |||
| Опасности | |||
| NFPA 704 (огненный алмаз) | |||
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа). | |||
Пиперазин ( / p aɪ ˈ p ɛr ə z iː n / ) — органическое соединение , состоящее из шестичленного кольца, содержащего два азота атома в противоположных положениях кольца. [3] Пиперазин существует в виде мелких щелочных расплывающихся кристаллов с соленым вкусом.
Пиперазины представляют собой широкий класс химических соединений , многие из которых обладают важными фармакологическими свойствами и содержат основную функциональную группу пиперазина . [4]
Происхождение и название
[ редактировать ]Пиперазины были первоначально названы из-за их химического сходства с пиперидином , частью структуры пиперина растения черного перца ( Piper nigrum ). [5] Инфикс -az-, добавленный к «пиперазину», относится к дополнительному атому азота по сравнению с пиперидином. Однако важно отметить, что пиперазины не производятся из растений Piper рода .
Химия
[ редактировать ]Пиперазин свободно растворим в воде и этиленгликоле , но нерастворим в диэтиловом эфире . Это слабое основание с двумя pK b 5,35 и 9,73 при 25°С; pH 10 % водного раствора пиперазина составляет 10,8–11,8. Пиперазин легко поглощает воду и углекислый газ из воздуха. Хотя многие производные пиперазина встречаются в природе, сам пиперазин можно синтезировать путем реакции спиртового аммиака с 1,2-дихлорэтаном , действием натрия и этиленгликоля на этилендиамина гидрохлорид или восстановлением пиразина натрием в этаноле .
Форма, в которой пиперазин обычно доступен в промышленности, представляет собой гексагидрат C 4 H 10 N 2 . 6H 2 O, плавится при 44 °С и кипит при 125–130 °С. [6]
Двумя обычными солями, в форме которых пиперазин обычно получают для фармацевтических или ветеринарных целей, являются цитрат, 3C 4 H 10 N 2 .2C 6 H 8 O 7 (т.е. содержащий 3 молекулы пиперазина на 2 молекулы лимонной кислоты ) и адипат C 4 H 10 N 2 .C 6 H 10 O 4 (содержащий по 1 молекуле пиперазина и адипиновой кислоты ). [6]
Промышленное производство
[ редактировать ]Пиперазин образуется как побочный продукт при аммонии 1,2-дихлорэтана или этаноламина . Это единственные маршруты к химикатам, используемым в коммерческих целях. [7] Пиперазин отделяется от потока продуктов, который содержит этилендиамин , диэтилентриамин , аминоэтилпиперазин и другие родственные линейные и циклические химические вещества этого типа.
В качестве антигельминтного средства
[ редактировать ]Пиперазин продавался компанией Bayer как антигельминтное средство в начале 20-го века и фигурировал в печатной рекламе наряду с другими популярными в то время продуктами Bayer, включая героин . [8] Фактически, большое количество соединений пиперазина обладают антигельминтным действием. Их способ действия, как правило, заключается в параличе паразитов , что позволяет организму-хозяину легко изгнать инвазивный организм. Считается, что нервно-мышечные эффекты вызваны блокировкой ацетилхолина в мионевральном соединении. Это действие опосредовано его агонистическим действием на ингибирующий рецептор ГАМК (γ-аминомасляной кислоты) . Его избирательность в отношении гельминтов обусловлена тем, что позвоночные используют ГАМК только в ЦНС , а рецептор ГАМК у гельминтов имеет другую изоформу, чем у позвоночных. [9]
Пиперазина гидрат , пиперазина адипат и пиперазина цитрат (используются для лечения аскаридоза и энтеробиоза). [10] ) являются наиболее распространенными антигельминтными соединениями пиперазина. Эти препараты часто называют просто «пиперазином», что может привести к путанице между конкретными антигельминтными препаратами, всем классом пиперазинсодержащих соединений и самим соединением.
Диэтилкарбамазин , производное пиперазина, применяется для лечения некоторых видов филяриатоза .
Другое использование
[ редактировать ]Пиперазины также используются в производстве пластмасс, смол, пестицидов, тормозной жидкости и других промышленных материалов. Пиперазины, особенно BZP и TFMPP, были чрезвычайно распространенными примесями в клубах и рейв-сценах, их часто выдавали за МДМА , хотя их эффекты не имеют большого сходства.
Пиперазин также является жидкостью, используемой для очистки от CO 2 и H 2 S в сочетании с метилдиэтаноламином (МДЭА).
Улавливание и хранение углерода
[ редактировать ]
Смеси аминов, которые активируются концентрированным пиперазином, широко используются при промышленном CO 2 удалении для улавливания и хранения углерода (CCS), поскольку пиперазин преимущественно обеспечивает защиту от значительной термической и окислительной деградации в типичных условиях угольных дымовых газов . Скорость термической деградации метилдиэтаноламина (МДЭА) и пиперазина (ПЗ) незначительна, а ПЗ, в отличие от других металлов, защищают МДЭА от окислительной деградации. [11] Эта повышенная стабильность смеси растворителей МДЭА/ПЗ по сравнению с МДЭА и другими аминными растворителями обеспечивает большую производительность и требует меньше усилий для улавливания заданного количества CO 2 .
пиперазина Растворимость низкая, поэтому его часто используют в относительно небольших количествах в качестве дополнения к другому аминому растворителю. Одно или несколько преимуществ пиперазина на практике часто теряются из-за его низкой концентрации; тем не менее, скорость поглощения CO 2 , теплота поглощения и растворяющая способность увеличиваются за счет добавления пиперазина к аминовым растворителям для очистки газов , наиболее распространенным из которых является МДЭА из-за его непревзойденно высокой скорости и эффективности. Например, смесь 5 м PZ/5 м МДЭА дает разницу в концентрации CO 2 на 11% большую , чем 8 м PZ между потоками бедного (входной абсорбент) и богатого (выходной абсорбент) аминного растворителя, или, другими словами, больше CO. 2 удаляется из потока сернистого (дымового) газа на единицу массы растворителя, а разница концентраций почти на 100% больше, чем у 7 мЭА . [12]
Учитывая, что типичные процессы абсорбции на основе аминов протекают при температурах от 45 ° C до 55 ° C, возможности пиперазина находятся в пределах и, следовательно, предпочтительны для улавливания углерода. Пиперазин можно термически регенерировать посредством многоступенчатой мгновенной дистилляции и других методов после использования при рабочих температурах до 150 °C и возвращать обратно в процесс абсорбции, обеспечивая более высокие общие энергетические характеристики в процессах очистки аминового газа. [13]
Преимущества использования концентрированного пиперазина (CPZ) в качестве добавки были подтверждены, например, на трех пилотных заводах в Австралии, которыми управляет CSIRO . Эта программа была запущена с целью поиска способов решения проблемы высоких затрат на улавливание углерода после сжигания, и результаты оказались положительными. Использование CPZ, который более реакционноспособен и термически стабилен, чем стандартные решения МЭА, позволило снизить капитальные затраты и затраты на сжатие (энергию) за счет уменьшения размеров абсорбционных колонн и регенерации растворителя при более высоких температурах. [14]
Химия
[ редактировать ]Аминные группы пиперазина легко реагируют с диоксидом углерода с образованием карбамата PZ при низкой нагрузке (моль CO 2 /экв PZ) и бикарбамата PZ в рабочем диапазоне 0,31-0,41 моль CO 2 /экв PZ, повышая общую скорость CO 2 поглощается в рабочих условиях (см. рисунок 1 ниже). В результате этих реакций в растворителе присутствует ограниченное количество свободного пиперазина, что приводит к его низкой летучести и скорости осаждения в виде PZ-6H 2 O. [13]
Производные пиперазина как лекарства
[ редактировать ]Многие известные в настоящее время лекарства содержат пиперазиновое кольцо как часть своей молекулярной структуры. Их можно использовать в качестве противопаразитарных препаратов. [15] Другие примеры включают в себя: [16]
Антисеротонинергические средства
- 4-Бром-2,5-диметокси-1-бензилпиперазин (2C-B-BZP)
- 1-бензилпиперазин (БЗП)
- 2,3-Дихлорфенилпиперазин (ДХФП)
- 1,4-Дибензилпиперазин (ДБЗП)
- 4-Метил-1-бензилпиперазин (МБЗП)
- 3-хлорфенилпиперазин (мЦФП)
- 3,4-Метилендиокси-1-бензилпиперазин (МДБЗП)
- 4-Метоксифенилпиперазин (MeOPP)
- Метоксипиперамид (MeOP или MEXP)
- 4-хлорфенилпиперазин (pCPP)
- 4-фторфенилпиперазин (pFPP)
- 3-трифторметилфенилпиперазин (TFMPP)
Другие
- 6-нитрокипазин
- Антрафенин
- Диэтилкарбамазин
- Дифеназин
- Фипексид
- Иматиниб
- НСИ-189
- Пиперазин (сам)
- Пипоброман (противоопухолевое средство)
- Квипазин
- Сунифирам (ноотроп)
- Толпипразол (транквилизатор)
Большинство этих агентов можно классифицировать как фенилпиперазины , бензилпиперазины , дифенилметилпиперазины (бензгидрилпиперазины), пиридинилпиперазины , пиримидинилпиперазины или трициклические соединения (с пиперазиновым кольцом , присоединенным к гетероциклическому фрагменту через боковую цепь ).
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Фронт материи». Номенклатура органической химии: Рекомендации ИЮПАК и предпочтительные названия 2013 (Синяя книга) . Кембридж: Королевское химическое общество . 2014. с. 142. дои : 10.1039/9781849733069-FP001 . ISBN 978-0-85404-182-4 .
- ^ Jump up to: а б с д Индекс Merck , 11-е издание, 7431
- ^ ПабХим. «Пиперазин» . pubchem.ncbi.nlm.nih.gov . Проверено 8 марта 2024 г.
- ^ «Пиперазин — обзор | Темы ScienceDirect» . www.sciencedirect.com . Проверено 03 мая 2023 г.
- ^ Сеннинг, Александр (2006). Хемоэтимологический словарь Эльзевира . Амстердам: Эльзевир. ISBN 978-0-444-52239-9 .
- ^ Jump up to: а б Индекс Merck, 10-е изд. (1983), с. 1076, Рэуэй: Merck & Co.
- ^ Словарь промышленных химикатов Эшфорда , 3-е издание, 7332.
- ^ Имгур. «imgur.com» . Имгур . Проверено 04 марта 2021 г.
- ^ Мартин Р.Дж. (31 июля 1997 г.). «Механизмы действия противогельминтных препаратов». Ветеринарный журнал . 154 (1): 11–34. дои : 10.1016/S1090-0233(05)80005-X . ПМИД 9265850 .
- ^ «Гельминты: Кишечные нематодозы: Пиперазин» . Модель ВОЗ по рецептурной информации: Лекарственные средства, используемые при паразитарных заболеваниях – Второе издание . ВОЗ . 1995. Архивировано из оригинала 15 июля 2010 года . Проверено 29 августа 2015 г.
- ^ Клосманн, Фред; Нгуен, четверг; Рошель, Гэри Т. (февраль 2009 г.). «МДЭА/пиперазин как растворитель для улавливания CO2» . Энергетическая процедура . 1 (1): 1351–1357. дои : 10.1016/j.egypro.2009.01.177 .
- ^ Ли, Ле; Голос, Александр К.; Ли, Хан; Намджоши, Омкар; Нгуен, четверг; Ду, Ян; Рошель, Гэри Т. (2013). «Смеси аминов с использованием концентрированного пиперазина» . Энергетическая процедура . 37 : 353–369. дои : 10.1016/j.egypro.2013.05.121 .
- ^ Jump up to: а б Рошель, Гэри; Чен, Эрик; Фриман, Стефани; Вагенер, Дэвид В.; Сюй, Цин; Голос, Александр (15 июля 2011 г.). «Водный пиперазин как новый стандарт технологии улавливания CO2». Химико-технологический журнал . 171 (3): 725–733. дои : 10.1016/j.cej.2011.02.011 .
- ^ Коттрелл, Аарон; Казинс, Эшли; Хуанг, Сэнгер; Дэйв, Нарендра; Делай, Тонг; Ферон, Пол Х.М.; Макхью, Стивен; Синклер, Майкл (сентябрь 2013 г.). Концентрированное улавливание после сгорания на основе пиперазина для австралийских угольных электростанций (Отчет). Австралийские национальные исследования и разработки угля с низким уровнем выбросов. стр. 9–31 . Проверено 3 мая 2016 г.
- ^ Пейдж, Стивен В. (1 января 2008 г.), Мэддисон, Джилл Э; Пейдж, Стивен В.; Чёрч, ДЭВИД Б. (ред.), «Глава 10 – Противопаразитарные препараты» , Клиническая фармакология мелких животных (второе издание) , Эдинбург: WB Saunders, стр. 198–260, doi : 10.1016/b978-070202858-8.50012-9 , ISBN 978-0-7020-2858-8 , получено 3 мая 2023 г.
- ^ ПабХим. «Пиперазин» . pubchem.ncbi.nlm.nih.gov . Проверено 03 мая 2023 г.
Внешние ссылки
[ редактировать ]
- «ПИПЕРАЗИН ЦИТРАТ» . Сhemicalland21.com . Проверено 29 августа 2015 г.
| Базы данных органов управления : Национальные |
|---|