Qu’est-ce que la pipéridine ?
La pipéridine, également connue sous d’autres noms tels que hexahydropyridine, pentaméthylèneimine, azacyclohexane, cyclopentimine, cypentil et hexazane, est une amine cyclique secondaire de formule chimique C5H11N. C’est un liquide incolore avec une odeur forte et désagréable typique des amines.
La pipéridine doit son nom à la pipérine, qui contient de la pipéridine dans sa structure moléculaire sous forme de pipéridide d’acide pipérique. La pipérine est le composé responsable de la saveur du poivre.
On la trouve dans la nature, notamment dans certains alcaloïdes (composés naturels aux propriétés médicinales).
Table des matières
1. Propriétés physiques de la pipéridine
La pipéridine est un liquide incolore à l’odeur d’ammoniac, hygroscopique et qui se dégage dans l’air. Elle est très soluble dans l’eau, les alcools inférieurs et les cétones, les éthers, les hydrocarbures aliphatiques et aromatiques, l’acétate d’éthyle et le DMF. La pipéridine forme un azéotrope avec l’eau.
Le tableau 1 résume certaines des propriétés physiques de la pipéridine.
| Propriété | Valeur |
|---|---|
| Numéro CAS | [110-89-4] |
| Formule moléculaire | C5H11N |
| Masse moléculaire | 85,15 g/mol |
| Point de fusion | -10,5 °C |
| Point d'ébullition | 106,4 °C (à 101,3 kPa) |
| Densité | 0,8613 g/cm3 |
| Indice de réfraction | 1,4532 |
| pKa | 11,1 |
| pKb à 25 °C | 2,80 |
| Pression de vapeur à 25 °C | 4,0 kPa |
| Vapeur Densité | 3 |
| Chaleur de combustion à 25 °C | 3453,2 kJ/mol (liquide) |
| Point d'éclair | 4 °C |
2. Réactions chimiques de la pipéridine
La pipéridine réagit avec les cétones pour former des énamines. Par exemple, elle réagit avec la cyclohexanone pour produire la 1-(cyclohex-1-en-1-yl)pipéridine.
Contrairement aux amines à chaîne ouverte, la pipéridine réagit avec les aldéhydes pour donner des aminals comme intermédiaires. Par exemple, elle réagit avec l’acétaldéhyde pour former la 1,1′-(éthane-1,1-diyl)dipipéridine (1).
La pipéridine subit également des réactions typiques des amines secondaires, telles que la formation de sels avec des acides, la N-alkylation, la formation d’amides et autres.
La pipéridine réagit avec les halogénures d’alkyle et les anhydrides d’acide pour donner respectivement des N-alkylpipéridines et des amides.
3. Production de pipéridine
La pipéridine est produite par hydrogénation de pyridine à l’aide de catalyseurs à base de platine, de palladium ou de nickel de Raney dans des réactions en phase liquide. La saturation complète du cycle pyridine est réalisable en utilisant un alliage nickel-aluminium en milieu alcalin (0,5 M KOH) à température ambiante avec des rendements de 51 à 90 %.
La pyridine produite par distillation du goudron de houille est contaminée par des composés soufrés, ce qui nécessite un procédé en deux étapes. Tout d’abord, la pyridine brute est hydroraffinée à l’aide d’un catalyseur métallique sulfuré à 280–310 °C ; ensuite, elle est hydrogénée en pipéridine à l’aide d’un catalyseur nickel-alumine à 120–160 °C.
La pipéridine peut également être produite en traitant la pyridine avec du sodium métallique dans l’éthanol ; cependant, la réaction de dimérisation produit de la 4,4′-bipyridine comme sous-produit.
La synthèse de pipéridine est également possible par aminolyse du 1,5-pentanediol ou de l’alcool tétrahydrofurfurylique dans des conditions d’hydrogénation utilisant des catalyseurs au cobalt ou au nickel. De plus, l’hydrogénation des glutarates, de l’acide glutarique ou du glutaraldéhyde en présence d’un excès d’ammoniac produit de la pipéridine.
4. Utilisations de la pipéridine
La pipéridine est utilisée comme précurseur pour les produits pharmaceutiques, les produits agrochimiques, les additifs pour caoutchouc, les tensioactifs et d’autres composés organiques. En raison de sa grande réactivité, elle est fréquemment utilisée comme intermédiaire pour les produits pharmaceutiques et pour les agents phytosanitaires.
Dans l’industrie du caoutchouc, la pipéridine est utilisée pour produire des accélérateurs de vulcanisation comme le disulfure de thiurame (2) ; et elle est utilisée comme additif pour l’huile ou le carburant.
La pipéridine et l’acétate de pipéridine sont utilisés comme catalyseurs dans les réactions de condensation telles que la réaction de Knoevenagel, les condensations aldoliques et les condensations nitroparaffine-aldéhyde. La pipéridine est préférée aux bases plus fortes en présence de réactifs ou de produits instables.
Le dichlorure de mépiquat (3), le sel quaternaire diméthylique de la pipéridine, est utilisé comme régulateur de croissance des plantes pour le coton. La pipéridine est utilisée pour fabriquer des vasodilatateurs tels que le dipyridamole (4) et le minoxidil (5) et des diurétiques comme l’étozoline (6). Elle est également utilisée comme solvant.
La pipéridine et certains sels de pipéridine sont réglementés aux États-Unis par la Drug Enforcement Agency.
5. Toxicologie de la pipéridine
La pipéridine induit une toxicité cutanée aiguë, caractérisée par une irritation et des brûlures graves. L’exposition oculaire entraîne une irritation grave et des lésions cornéennes potentielles. L’inhalation peut provoquer une irritation des voies respiratoires, se manifestant par une toux et une respiration sifflante.
Des troubles gastro-intestinaux, notamment des nausées, des vomissements, une salivation et des douleurs abdominales, peuvent survenir après une exposition à la pipéridine. De plus, la pipéridine peut provoquer des symptômes neurologiques tels que des maux de tête, des étourdissements, une faiblesse musculaire, de la fatigue, une dépression et une irritabilité.
Les études à long terme sur la pipéridine ne montrent aucune preuve de cancérogénicité dans les études animales. Les données de toxicité pour la reproduction indiquent un risque potentiel de dommages fœtaux. Une exposition à long terme peut induire une hépatotoxicité et une néphrotoxicité.
Aucune limite d’exposition professionnelle n’a été établie pour la pipéridine. Cependant, cela ne signifie pas que cette substance n’est pas nocive. Il convient de noter que la pipéridine peut être absorbée par la peau, ce qui augmente votre exposition.
La pipéridine est une substance dangereuse qui nécessite des mesures de sécurité strictes. Pour minimiser l’exposition et les dommages potentiels, mettez en œuvre les mesures suivantes :
- Portez un équipement de protection individuelle approprié, notamment des gants, une protection oculaire et des vêtements de protection.
- Assurez une ventilation adéquate dans les zones de travail.
- Maintenez une bonne hygiène personnelle, notamment en vous lavant fréquemment les mains.
- Fournissez des postes de lavage des yeux et des douches de sécurité.
- Entreposez la pipéridine dans un endroit frais, sec et bien ventilé, à l’écart des substances incompatibles.
- Utilisez des techniques de manipulation appropriées pour éviter les déversements et les fuites.
- Ayez un plan d’intervention en cas de déversement préparé.
- Éliminez la pipéridine et les déchets contaminés conformément à la réglementation.
- Fournissez une formation complète au personnel sur les dangers, la manipulation et les procédures d’urgence.
Références
- Amines, Aliphatic, Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry. – https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/14356007.a02_001.pub2
- Pyridine and Pyridine Derivatives. – https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/0471238961.1625180919031809.a01.pub2
- https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/14356007.a22_399
- https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/B9780123852359000059
- https://nj.gov/health/eoh/rtkweb/documents/fs/1543.pdf
- https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/Piperidine
