La piperazina ( / p aɪ p ɛr ə z i n / ) es un compuesto orgánico que consiste en un anillo de seis miembros que contiene dos de nitrógeno átomos en las posiciones opuestas en el anillo. La piperazina existe como pequeños cristales alcalinos delicuescentes con sabor salino .
Nombres | |||
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Nombre IUPAC preferido Piperazina [1] | |||
Nombre IUPAC sistemático 1,4-diazaciclohexano | |||
Otros nombres Hexahydropyrazine piperazidine dietilendiamina 1,4-Diazinane | |||
Identificadores | |||
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Modelo 3D ( JSmol ) | |||
CHEBI | |||
CHEMBL | |||
ChemSpider | |||
DrugBank | |||
Tarjeta de información ECHA | 100.003.463 | ||
KEGG | |||
PubChem CID | |||
UNII | |||
Tablero CompTox ( EPA ) | |||
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Propiedades | |||
C 4 H 10 N 2 | |||
Masa molar | 86,138 g · mol −1 | ||
Apariencia | Sólido cristalino blanco | ||
Punto de fusion | 106 ° C (223 ° F; 379 K) [2] | ||
Punto de ebullición | 146 ° C (295 ° F; 419 K) [2] Sublima | ||
Totalmente soluble [2] | |||
Acidez (p K a ) | 9,8 | ||
Basicidad (p K b ) | 4.19 [2] | ||
-56,8 · 10 −6 cm 3 / mol | |||
Farmacología | |||
P02CB01 ( OMS ) | |||
Farmacocinética : | |||
Enlace proteico | 60-70% | ||
Peligros | |||
NFPA 704 (diamante de fuego) | 2 2 0 | ||
Salvo que se indique lo contrario, los datos se proporcionan para materiales en su estado estándar (a 25 ° C [77 ° F], 100 kPa). | |||
verificar ( ¿qué es ?) | |||
Referencias de Infobox | |||
Las piperazinas son una amplia clase de compuestos químicos , muchos de ellos con importantes propiedades farmacológicas, que contienen un grupo funcional de piperazina en el núcleo .
Origen y denominación
Las piperazinas fueron nombradas originalmente debido a su similitud química con la piperidina , parte de la estructura de la piperina en la planta de pimienta negra ( Piper nigrum ). El infijo -az- añadido a "piperazina" se refiere al átomo de nitrógeno extra, en comparación con la piperidina. Sin embargo, es importante señalar que las piperazinas no se derivan de plantas del género Piper .
Química
La piperazina es libremente soluble en agua y etilenglicol , pero insoluble en éter dietílico . Es una base débil con dos pK b s de 5,35 y 9,73 a 25 ° C; el pH de una solución acuosa al 10% de piperazina es 10,8-11,8. La piperazina absorbe fácilmente el agua y el dióxido de carbono del aire. Aunque muchos derivados de piperazina se producen de forma natural, la propia piperazina se puede sintetizar haciendo reaccionar amoniaco alcohólico con 1,2-dicloroetano , por la acción de sodio y etilenglicol sobre clorhidrato de etilendiamina o por reducción de pirazina con sodio en etanol .
Una forma en la que la piperazina está comúnmente disponible industrialmente es como el hexa hidrato , C 4 H 10 N 2 . 6H 2 O, que se derrite a 44 ° C y hierve a 125-130 ° C. [3]
Dos sales comunes en la forma en que se prepara la piperazina generalmente con fines farmacéuticos o veterinarios son el citrato, 3C 4 H 10 N 2 .2C 6 H 8 O 7 (es decir, que contiene 3 moléculas de piperazina por 2 moléculas de ácido cítrico ), y el adipato, C 4 H 10 N 2 .C 6 H 10 O 4 (que contiene 1 molécula de cada uno de piperazina y ácido adípico ). [3]
Producción industrial
La piperazina se forma como un coproducto en la amoniatación de 1,2-dicloroetano o etanolamina . Éstas son las únicas rutas al producto químico que se utilizan comercialmente. [4] La piperazina se separa de la corriente de producto, que contiene etilendiamina , dietilentriamina y otras sustancias químicas lineales y cíclicas relacionadas de este tipo.
Como antihelmíntico
La piperazina fue comercializada por Bayer como antihelmíntico a principios del siglo XX y apareció en anuncios impresos junto con otros productos populares de Bayer en ese momento, incluida la heroína . [5] De hecho, una gran cantidad de compuestos de piperazina tienen una acción antihelmíntica. Su modo de acción es generalmente paralizando los parásitos , lo que permite que el cuerpo huésped elimine o expulse fácilmente al organismo invasor. Se cree que los efectos neuromusculares se deben al bloqueo de la acetilcolina en la unión mioneural. Esta acción está mediada por sus efectos agonistas sobre el receptor inhibidor de GABA (ácido γ-aminobutírico) . Su selectividad por los helmintos se debe a que los vertebrados solo usan GABA en el SNC y el receptor GABA de los helmintos es de una isoforma diferente a la de los vertebrados. [6]
El hidrato de piperazina , el adipato de piperazina y el citrato de piperazina (utilizados para tratar la ascariasis y la enterobiasis [7] ) son los compuestos de piperazina antihelmínticos más comunes. Estos fármacos se denominan a menudo simplemente "piperazina", lo que puede causar confusión entre los fármacos antihelmínticos específicos, toda la clase de compuestos que contienen piperazina y el compuesto en sí.
La dietilcarbamazina , un derivado de la piperazina, se usa para tratar algunos tipos de filariasis .
Otros usos
Las piperazinas también se utilizan en la fabricación de plásticos, resinas, pesticidas, líquido de frenos y otros materiales industriales. Las piperazinas, especialmente BZP y TFMPP, eran adulterantes extremadamente comunes en la escena de clubes y raves, y a menudo se hacían pasar por MDMA , aunque no comparten muchas similitudes en sus efectos.
La piperazina también es un fluido que se utiliza para la depuración de CO 2 y H 2 S en asociación con metil dietanolamina (MDEA).
Captura y almacenamiento de carbono
Las mezclas de aminas que se activan mediante piperazina concentrada se utilizan ampliamente en la eliminación comercial de CO 2 para la captura y almacenamiento de carbono (CCS) porque la piperazina permite ventajosamente la protección contra la degradación térmica y oxidativa significativa en las condiciones típicas de los gases de combustión del carbón . Las tasas de degradación térmica de la metil dietanolamina (MDEA) y la piperazina (PZ) son insignificantes y la PZ, a diferencia de otros metales, protege a la MDEA de la degradación oxidativa. [8] Esta mayor estabilidad de la mezcla de disolventes MDEA / PZ sobre MDEA y otros disolventes de amina proporciona una mayor capacidad y requiere menos trabajo para capturar una determinada cantidad de CO 2 .
La solubilidad de la piperazina es baja, por lo que a menudo se usa en cantidades relativamente pequeñas para complementar otro solvente de amina. Una o más de las ventajas de rendimiento de la piperazina a menudo se ven comprometidas en la práctica debido a su baja concentración; no obstante, la tasa de absorción de CO 2 , el calor de absorción y la capacidad de solvente se incrementan mediante la adición de piperazina a solventes de tratamiento de gas amina , el más común de los cuales es MDEA debido a su incomparable alta tasa y eficiencia de capacidad. Por ejemplo, una mezcla de 5 m PZ / 5 m MDEA produce una diferencia 11% mayor en la concentración de CO 2 que 8 m PZ entre las corrientes de solventes de amina pobre (absorbente de entrada) y rica (absorbente de salida), o en otras palabras, más CO 2 se elimina de la corriente de gas ácido (de combustión) por unidad de masa de disolvente, y una diferencia de concentración casi 100% mayor que 7 m MEA . [9]
Dado que los procesos de absorción típicos basados en aminas se ejecutan a temperaturas de 45 ° C a 55 ° C, las capacidades de la piperazina están dentro de los límites y, por lo tanto, se ven favorecidas para la captura de carbono. La piperazina se puede regenerar térmicamente mediante destilación instantánea en varias etapas y otros métodos después de usarse en temperaturas de funcionamiento de hasta 150 ° C y reciclarse nuevamente en el proceso de absorción, lo que proporciona un mayor rendimiento energético general en los procesos de tratamiento de gas amina. [10]
Las ventajas de utilizar piperazina concentrada (CPZ) como aditivo se habían confirmado, por ejemplo, mediante tres plantas piloto en Australia que son operadas por CSIRO . Este programa se lanzó para explorar soluciones a los altos costos de la captura de carbono después de la combustión y los resultados fueron positivos. Usando CPZ, que es más reactivo y térmicamente estable que las soluciones MEA estándar, los costos de capital y compresión (energía) se redujeron mediante reducciones de tamaño en las columnas absorbentes y la regeneración de solventes a temperaturas más altas. [11]
Química
Los grupos amina de la piperazina reaccionan fácilmente con el dióxido de carbono para producir carbamato PZ en un rango de carga baja (mol CO 2 / equiv PZ) y bicarbamato PZ en un rango operativo de 0.31-0.41 mol CO 2 / equiv PZ, mejorando la tasa de CO 2 absorbido en condiciones de funcionamiento (consulte la Figura 1 a continuación). Debido a estas reacciones, hay una presencia limitada de piperazina libre en el solvente, lo que resulta en su baja volatilidad y tasas de precipitación como PZ-6H 2 O. [10]
Derivados de piperazina como fármacos
Muchos fármacos actualmente notables contienen un anillo de piperazina como parte de su estructura molecular. Ejemplos incluyen:
Antianginosos
- Ranolazina
- Trimetazidina
Antidepresivos
- Amoxapina
- Befuraline
- Buspirona
- Flesinoxan
- Gepirona
- Ipsapirona
- Nefazodona
- Piberalina
- Tandospirona
- Trazodona
- Vilazodone
- Vortioxetina
- Zalospirona
Antihistamínicos
- Buclizina
- Cetirizina
- Cinarizina
- Ciclizina
- Hidroxizina
- Levocetirizina
- Meclizina
- Niaprazina
Antiserotoninérgicos
- EGIS-7625
Antipsicóticos
- Típico
- Flupentixol
- Flufenazina
- Perfenazina
- Proclorperazina
- Tiotixeno
- Trifluoperazina
- Zuclopentixol
- Atípico
- Amperozida
- Aripiprazol
- Clozapina
- Lurasidona
- Olanzapina
- Perospirona
- Ziprasidona
- Quetiapina
Drogas recreativas
- 4-Bromo-2,5-dimetoxi-1-bencilpiperazina (2C-B-BZP)
- 1-bencilpiperazina (BZP)
- 2,3-diclorofenilpiperazina (DCPP)
- 1,4-dibencilpiperazina (DBZP)
- 4-metil-1-bencilpiperazina (MBZP)
- 3-clorofenilpiperazina (mCPP)
- 3,4-Metilendioxi-1-bencilpiperazina (MDBZP)
- 4-metoxifenilpiperazina (MeOPP)
- Metoxipiperamida (MeOP o MEXP)
- 4-clorofenilpiperazina (pCPP)
- 4- fluorofenilpiperazina (pFPP)
- 3-trifluorometilfenilpiperazina (TFMPP)
Urológicos
- Sildenafil
- Vardenafilo
Otros
- 6-nitroquipazina
- Antrafenina
- Difenazina
- Fipexido
- Imatinib
- NSI-189
- Piperazina (en sí misma)
- Piposulfán (agente antineoplásico, herbicida acuático).
- Quipazina
- Sunifiram (nootrópico)
- Tolpiprazol (tranquilizante)
La mayoría de estos agentes se pueden clasificar como fenilpiperazinas , bencilpiperazinas , difenilmetilpiperazinas (benzhidrilpiperazinas), piridinilpiperazinas , pirimidinilpiperazinas o tricíclicos (con el anillo de piperazina unido al resto heterocíclico mediante una cadena lateral ).
Ver también
- Piridina
- Pirazina
- Piperidina
- Tratamiento de gas amina
- Metil dietanolamina
Referencias
- ^ "Materia principal". Nomenclatura de la química orgánica: Recomendaciones y nombres preferidos de la IUPAC 2013 (Libro azul) . Cambridge: La Real Sociedad de Química . 2014. p. 142. doi : 10.1039 / 9781849733069-FP001 . ISBN 978-0-85404-182-4.
- ^ a b c d Índice de Merck , undécima edición, 7431
- ^ a b El índice de Merck, 10ª ed. (1983), pág. 1076, Rahway: Merck & Co.
- ^ Diccionario de productos químicos industriales de Ashford , tercera edición, 7332
- ^ Imgur. "imgur.com" . Imgur . Consultado el 4 de marzo de 2021 .
- ^ Martin RJ (31 de julio de 1997). "Modos de acción de los antihelmínticos". La Revista Veterinaria . 154 (1): 11–34. doi : 10.1016 / S1090-0233 (05) 80005-X .
- ^ "Helmintos: infección por nematodos intestinales: piperazina" . Modelo de información de prescripción de la OMS: Medicamentos utilizados en enfermedades parasitarias - Segunda edición . QUIEN . 1995 . Consultado el 29 de agosto de 2015 .
- ^ Closmann, Fred; Nguyen, Thu; Rochelle, Gary T. (febrero de 2009). "MDEA / Piperazina como disolvente para la captura de CO2" . Energy Procedia . 1 (1): 1351-1357. doi : 10.1016 / j.egypro.2009.01.177 .
- ^ Li, Le; Voz, Alexander K .; Li, Han; Namjoshi, Omkar; Nguyen, Thu; Du, Yang; Rochelle, Gary T. (2013). "Mezclas de aminas utilizando piperazina concentrada" . Energy Procedia . 37 : 353–369. doi : 10.1016 / j.egypro.2013.05.121 .
- ^ a b Rochelle, Gary; Chen, Eric; Freeman, Stephanie; Wagener, David V .; Xu, Qing; Voice, Alexander (15 de julio de 2011). "Piperazina acuosa como el nuevo estándar para la tecnología de captura de CO2". Revista de Ingeniería Química . 171 (3): 725–733. doi : 10.1016 / j.cej.2011.02.011 .
- ^ Cottrell, Aaron; Primos, Ashleigh; Huang, Sanger; Dave, Narendra; Hazlo, Tanga; Feron, Paul HM; McHugh, Stephen; Sinclair, Michael (septiembre de 2013). Captura de postcombustión a base de piperazina concentrada para centrales eléctricas de carbón australianas (Informe). Investigación y desarrollo nacional australiano de carbón de bajas emisiones. págs. 9–31 . Consultado el 3 de mayo de 2016 .
enlaces externos
- "CITRATO DE PIPERAZINA" . Сhemicalland21.com . Consultado el 29 de agosto de 2015 .