哌啶 Piperidine

編號系統

CAS號：110-89-4

MDL號：MFCD00005979

EINECS號：203-813-0

RTECS號：TM3500000

BRN號：102438

PubChem號：24865722

物性數據

1.性狀：無色澄清液體，有類似氨的氣味。^[12]

2.熔點（oC）：-9~-7^[13]

3.沸點（oC）：106^[14]

4.相對密度（水=1）：0.86^[15]

5.相對蒸氣密度（空氣=1）：3.0^[16]

6.飽和蒸氣壓（kPa）：3.06（20oC）^[17]

7.燃燒熱（kJ/mol）：-3455.2^[18]

8.臨界壓力（MPa）：4.65^[19]

9.辛醇/水分配系數：0.84^[20]

10.閃點（oC）：3；16（CC）^[21]

11.爆炸上限（%）：10^[22]

12.爆炸下限（%）：1.4^[23]

13.溶解性：溶于水、乙醇、乙醚、苯、氯仿。^[24]

14.黏度（mPa·s,20oC）：1.486

15.黏度（mPa·s,25oC）：1.370

16.生成熱（KJ/mol,25oC）：88.15

17.燃燒熱（KJ/mol,定容）：3453

18.比熱容（KJ/(kg·K) ,25oC,定壓）：2.114

19.電導率（S/m,25oC）：3.8×10^-7

20.蒸氣壓（kPa,21.13oC）：3.29

21.熱導率（W/(m·K),室溫）：0.180

毒理學數據

1、急性毒性：

大鼠經口LD50：50mg/kg； 兔子經皮LD50：320mg/kg；小鼠吸入LC50：6000mg/m3/2H；

2、中等毒性，對眼睛和皮膚有強烈刺激性并是升壓劑。小劑量可刺激交感和副交感神經節，大劑量反而有抑制作用，誤服后可引起虛弱、惡心、流涎、呼吸困難、肌肉癱瘓和窒息。中毒動物表現為惡心、嘔吐、流涎、呼吸困難、心率增快、血壓升高、無力、抽搐和癱瘓。豚鼠涂皮，引起劇烈刺激。滴入兔眼，產生嚴重刺激，伴角膜永久性損害。

3.急性毒性^[25]

LD50：400mg/kg（大鼠經口）；276mg/kg（兔經皮）

LC50：6000mg/m³（小鼠吸入，2h）

4.刺激性^[26]

家兔經皮：5mg（24h），重度刺激。

家兔經眼：250μg（24h），重度刺激。

生態學數據

1.生態毒性  暫無資料

2.生物降解性^[27]  MITI-I測試，初始濃度100ppm，污泥濃度30ppm，2周后降解66.9%。

3.非生物降解性  暫無資料

分子結構數據

1、摩爾折射率：26.40

2、摩爾體積（cm³/mol）：102.4

3、等張比容（90.2K）：233.0

4、表面張力（dyne/cm）：26.7

5、極化率（10^-24cm³）：10.46

計算化學數據

1.疏水參數計算參考值（XlogP）:無

2.氫鍵供體數量:1

3.氫鍵受體數量:1

4.可旋轉化學鍵數量:0

5.互變異構體數量:無

6.拓撲分子極性表面積12

7.重原子數量:6

8.表面電荷:0

9.復雜度:30.9

10.同位素原子數量:0

11.確定原子立構中心數量:0

12.不確定原子立構中心數量:0

13.確定化學鍵立構中心數量:0

14.不確定化學鍵立構中心數量:0

15.共價鍵單元數量:1

性質與穩定性

1.化學性質呈堿性（pK_a 11.1），與鹽酸、氫溴酸等生成鹽。與酰化劑反應生成N-酰基衍生物。與鹵代烷反應生成N-烷基衍生物，進一步反應得到銨鹽。哌啶經催化氧化或與濃硫酸加熱可生成吡啶。

2.穩定性^[28]  穩定

3.禁配物^[29]  酸類、酸酐、強氧化劑

4.聚合危害^[30]  不聚合

貯存方法

儲存注意事項^[31]  儲存于陰涼、通風的庫房。遠離火種、熱源。庫溫不宜超過37℃，保持容器密封。應與氧化劑、酸類、食用化學品分開存放，切忌混儲。采用防爆型照明、通風設施。禁止使用易產生火花的機械設備和工具。儲區應備有泄漏應急處理設備和合適的收容材料。

合成方法

1.由吡啶經催化氫化而得。將吡啶與鎳催化劑加入高壓釜中，加熱至50℃時通入氫氣，繼續加熱通氫，直至200℃，氫壓至近7MPa不再吸氫為止。反應液經過濾，取濾液分餾，收集102-108℃餾出液，即得哌啶。另一種制備方法是將吡啶于無水乙醇中，加熱，投入金屬鈉，反應結束后，用水蒸氣蒸餾，蒸出哌啶和乙醇，用鹽酸中和后蒸去乙醇即得哌啶鹽酸鹽，用氫氧化鈉處理，可獲得游離的哌啶。

2.以吡啶為原料，經催化氫化而得。催化劑為蘭尼鎳，溫度從50℃逐步升到200℃，壓力最高達5～7 MPa。通氫氣至不吸收為止，反應液過濾，濾液蒸餾收集102～108℃餾分即為產品。

3.將吡啶與蘭尼鎳催化劑混合均勻后置于高壓釜中，以氫氣置換釜中空氣，加熱至50℃通氫氣5000 kPa，繼續加熱至150℃攪拌，壓力逐漸減至1000kPa，溫度繼續升至150～200℃，加氫氣至7000kPa，反應后壓力降至1000kPa，于200℃時再通氫氣至7000kPa，通氫氣約6～7次至不再吸收氫氣為止。待反應液降至70℃左右降壓，取上層清液過濾，濾液進行分餾得產品。

4.由吡啶電解還原制成。

精制方法：將派啶所含水分通過共沸蒸餾除去后，收集106℃的餾分。沸點117℃的餾分為四氫吡啶。也可以將哌啶制成N-亞硝基化合物或N-苯甲酰衍生物，通過氧化除去不飽和物質后再水解重新得到哌啶。

5.吡啶經電解還原可得哌啶，然后再用氫氧化鉀脫水，精餾提純。

6.NHD-99新型加氫催化劑催化工藝

①NHD-99催化劑制備　將配制好的Ni(NO3)2和M(NO3)3水溶液置于燒杯中，攪拌下加入金屬氧化物載體，加熱升溫至90℃左右，加入尿素，出現沉淀。保溫攪拌1～2h，冷卻降溫至40～50℃，過濾。用熱水洗滌濾餅，然后在120℃下烘干10～14h。粉碎后煅燒，然后在450℃下用氫氣還原。使用前將催化劑吸附規定量的穩定劑，再在空氣中于90℃左右下處理5～6h。

②工藝過程　在一個帶攪拌、溫度計和通氣管的不銹鋼電加熱高壓反應釜中，將計算量的無水吡啶和甲醇（等質量比）、NHD-99催化劑（投料量的10%）置于反應釜中，密閉，氮氣試漏，氫氣置換完畢，加熱升溫至溫度達170℃，通入氫氣進行反應。反應壓力6.5MPa，時間6h，反應完成后冷卻降溫，氮氣置換后出料。濾出催化劑，裝瓶供下次實驗用。濾液送去精餾。在常壓下回收溶劑和吡啶，然后截取102～108℃的餾分為產品。收率在96%以上。

用途

1.是環氧樹脂常見的叔胺類固化劑之一，用量為每100份樹脂加15份，固化條件為60℃/4h。也用作橡膠硫化促進劑、烯烴聚合催化劑、聚丙烯腈抽絲及有機合成用溶劑。醫藥上用作制造硝酸哌啶、鹽酸哌啶止痛藥、殺菌劑、潤濕劑、局部麻醉劑的原料。亦可用作合成纖維染色用重氮氨基化合物的穩定劑、蒸氣設備防腐劑等。

2.用作橡膠硫化促進劑，以及止痛藥、殺菌劑、潤濕劑、局部麻醉劑的原料。

3.用作聚丙烯腈抽絲用溶劑，有機合成用溶劑，活性亞甲基與醛反應的催化劑，烯烴聚合的催化劑，環氧樹脂固化劑，蒸氣設備的防腐劑以及合成纖維染色用重氮氨基化合物的穩定劑、橡膠硫化促進劑等。也用于制藥工業和有機合成。

4.六氫吡啶是一種化學實驗室常備的二級胺^[1]。它是一個典型的用于羥醛縮合(Knoevenagel縮合)反應和Michael加成反應的催化試劑，用于調節亞砜-亞磺酸重排的親硫試劑，以及合成烯胺的試劑。

由吡啶制備六氫吡啶  在氫氧化鉀的水溶液中，吡啶與鎳鋁合金反應生成六氫吡啶(式1)^[1]。

與酰胺酯反應制備胺  六氫吡啶與酰胺酯類化合物反應，選擇性地斷開酰胺鍵，從而得到胺類化合物 (式2，式3)^[2,3]。

酮與氰基化合物反應生成不飽和酰胺  在六氫吡啶存在下，酮類化合物與氰基化合物反應，生成不飽和酰胺 (式4)^[4]。

六氫吡啶與鹵化芳香化合物的偶合反應  在乙醇溶液中，六氫吡啶與鹵化芳香化合物可發生碳-氮鍵偶合反應 (式5)^[5]。

作為縮合反應的催化劑  六氫吡啶是一個廣泛用于羥醛縮合的堿性催化劑，尤其適用于環合反應。它和羧酸組合可用于芳香類化合物與脂肪醛、酮或酯類化合物縮合反應中(式6)^[6]。

二醛的選擇性環合反應  特殊的二級胺和酸性催化劑的組合，能夠影響到二醛基環合的化學選擇性和區域選擇性反應，如化合物2和3的比例是19:1 (式7)^[7]。

六氫吡啶與三級胺的反應  在DMF為溶劑的條件下，六氫吡啶可以與三級胺發生反應 (式8)^[8]。

 

用于Robinson環縮合反應以及Michael加成反應  六氫吡啶還廣泛地用于Robinson環縮合反應以及Michael加成反應 (式9，式10)^[9,10]。

六氫吡啶的親硫性質  在Knoevenagel亞砜-亞磺酸重排反應中，六氫吡啶不但起到催化劑作用，而且還能切割S-O鍵 (式11)^[11]。

5.用作溶劑、有機合成中間體、環氧樹脂交聯劑、縮合催化劑等。^[32]

安全信息

危險運輸編碼：UN 2401 8/PG 1

危險品標志：易燃 有毒

安全標識：S16 S26 S27 S45

危險標識：R11 R34 R23/24

文獻

1. Lunn, G.; Sansone, E. B. J. Org. Chem., 1986, 51, 513. 2. Shi, Z.-D.; Liu, H.; Zhang, M.; Worthy, K. M.; Bindu, L.; Yang, D.; Fisher, R. J.; Burke, T. R. Bioorg. Med. Chem., 2005, 13, 4200. 3. Lee, J.-Y.; Miller, J. J.; Hamilton, S. S.; Sigman, M. S. Org. Lett., 2005, 7, 1837. 4. Al-Omran, F.; El-Khair, A. A. J. Heterocycl. Chem., 2005, 42, 307. 5. Ding, Y.; Girardet, J.-L.; Smith, K. L.; Larson, G.; Prigaro, B.; Lai, V. C. H.; Zhong, W.; Wu, J. Z. Bioorg. Med. Chem. Lett., 2005, 15, 675. 6. Ma, Y.; Luo, W.; Quinn, P. J.; Liu, Z.; Hider, R. C. J. Med. Chem., 2004, 47, 6349. 7. Xing, C.; Zhu, S. J. Org. Chem., 2004, 69, 6486. 8. Kiselyov, A. S. Tetrahedron Lett., 2005, 46, 1177. 9. Snitman, D. L.; Tsai, M.Y.; Watt, D. S. Synth. Commun., 1978, 8, 195. 10. Tyndall, D. V.; Nakib, T. A.; Meegan, M. J. Tetrahedron Lett., 1988, 29, 2703. 11. Trost, B. M.; Grese, T. A. J. Org. Chem., 1991, 56, 3189. [1~11]參考書：現代有機合成試劑<性質、制備和反應>；胡躍飛 付華 編著；化學工業出版社；ISBN 7-5025-8542-7 [12~32]參考書：危險化學品安全技術全書.第一卷/張海峰主編.—2版.北京；化學工業出版社，2007.6 ISBN 978-7-122-00165-8

備注

暫無

表征圖譜