Кіріспе

chembox
|Verifiedfields = өзгертілген
|Watchedfields = өзгертілген
|verifiedrevid = 464207497
|ImageFileL1 = Piperazine Structural Formula V1.svg
|ImageSizeL1 = 70px
|ImageFileR1 = Piperazine 3D balls B.png
|ImageSizeR1 = 120px
|PIN = Пиперазин
|SystematicName = 1,4 Diazacyclohexane
|OtherNames = HexahydropyrazinePiperazidineDiethylenediamine1,4 Diazinane
|Section1=
|Section2=Chembox Properties
|C=4 |H=10 |N=2
|Appearance = Ақ кристалдық зат
|Density =
|MeltingPtC = 106
|MeltingPt ref =
|BoilingPtC = 146
|BoilingPt notes = Сублимиленеді
|BoilingPt ref = Пиперазин тұзды дәмді, кішкентай сілтілі кристалдар түрінде кездеседі. Пиперазиндер – негізгі пиперазин функционалдық тобын қамтитын, маңызды фармакологиялық қасиеттері бар көптеген химиялық қосылыстардың кең класы.

Шығуы және атауы

Пиперазиндер бастапқыда қара бұрыш өсімдігінің (Piper nigrum) піперині құрылымының бір бөлігі – пиперидинмен химиялық ұқсастығына байланысты осылай аталған. "Пиперазин" сөзіне қосылған "az" жұрнағы пиперидинмен салыстырғанда қосымша азот атомын білдіреді. Дегенмен, пиперазиндер Piper туысына жататын өсімдіктерден туындамайтынын ескеру қажет.

Химия

Пиперазин су мен этиленгликолда жақсы ериді, бірақ диэтил эфирінде ерімейді. Ол 25 °C температурада pKb-сы 5,35 және 9,73 болатын әлсіз негіз. Пиперазиннің 10% сулы ерітіндісінің pH-сы 10,8–11,8-ге тең. Пиперазин ауадан су мен көмірқышқыл газын оңай сіңіреді. Көптеген пиперазин туындылары табиғатта кездессе де, пиперазиннің өзі алкогольді аммиакты 1,2-дихлорэтанмен реакцияға түсіру арқылы, натрий мен этиленгликольдің этилендиамин гидрохлоридіне әсер етуі арқылы немесе этанолда пиразинді натриймен тотықсыздау арқылы синтезделеді. Пиперазиннің өнеркәсіптік тұрғыда көп қолданылатын түрі – гексагидрат, C4H10N2·6H2O, ол 44 °C-та балқиды және 125–130 °C-та қайнайды. Пиперазин фармацевтикалық немесе ветеринариялық мақсаттар үшін әдетте дайындалатын екі кең таралған тұзы – цитрат, 3C4H10N2·2C6H8O7 (яғни 3 молекула пиперазин 2 молекула лимон қышқылынан тұрады) және адипат, C4H10N2·C6H10O4 (пиперазин мен адипин қышқылының әрқайсысы 1 молекуладан тұрады). Пиперазин этилендиамин, диэтилентриамин, аминоэтилпиперазин және осы типтегі басқа да ұқсас тізбекті және циклдік химиялық заттардан бөлінеді.

Артқы өріскелдікке қарсы

Пиперазинді 20-шы ғасырдың басында Bayer антигельминтик ретінде сатты. Ол сол кездегі басқа да танымал Bayer өнімдерімен бірге, оның ішінде героинмен бірге баспа жарнамаларында көрсетілді. Шындығында, пиперазин қосылыстарының көптеген түрлері антигельминттік әсерге ие. Олардың әрекет ету механизмі әдетте паразиттерді салқындату арқылы жүзеге асады, бұл организмге шаңқан организмді оңай шығаруға мүмкіндік береді. Нейромыскулярлық әсерлердің мионевральды қосылыста ацетилхолин блокталуынан туындайды деп саналады. Бұл әрекет тежегіш GABA (γ-аминобүтір қышқылы) рецепторына агонистік әсер ету арқылы орындалады. Оның гельминттерге қатысты таңдаулылығы омыртқалы жануарлардың ГАМҚ-ны тек орталық нерв жүйесінде пайдалануымен және гельминттердің ГАМҚ рецепторының омыртқалы жануарлардың изоформасынан өзгеше болуымен байланысты. Пиперазин гидраты, пиперазин адипаты және пиперазин цитраты (аскариаз және энтеробиозды емдеу үшін қолданылады) – пиперазиннің ең көп таралған антигельминттік қосылыстары. Бұл препараттарды көбінесе жай ғана "пиперазин" деп атайды, бұл нақты антигельминттік препараттар, пиперазин қамтитын қосылыстардың толық класы және өзінің қосылысы арасында шатасуға алып келуі мүмкін. Пиперазиннің туындысы – диэтилкарбамазин филяриаздың кейбір түрлерін емдеу үшін қолданылады.

Басқа қолданыстар

Пиперазиндер пластик, шайыр, пестицидтер, тежегіш сұйықтық және басқа да өнеркәсіптік материалдарды дайындауда қолданылады. Әсіресе BZP және TFMPP пиперазиндері клубтар мен рейвтерде кеңінен таралған қоспалар болып келді, көбінесе оларды MDMA ретінде сатқан, бірақ олардың әсерлерінде көп ортақ нәрсе жоқ. Пиперазин метилдиэтаноламинмен (MDEA) бірге CO2 және H2S газдарын тазартуға қолданылатын сұйықтық ретінде де пайдаланылады.

Көміртегі жинау және сақтау

Көміртекті жинау және сақтау (КҚС) үшін коммерциялық CO2 тазартуда концентрацияланған пиперазинмен белсендірілген амин қоспалары кеңінен қолданылады, себебі пиперазин көмір қызыл газдарының қалыпты жағдайларында маңызды жылулық және тотығу ыдырауынан тиімді қорғауға мүмкіндік береді. Метилдиэтаноламин (MDEA) және пиперазин (PZ) үшін жылулық ыдырау жылдамдығы мардымсыз, ал PZ басқа металдардан өзгеше, MDEA-ны тотығу ыдырауынан сақтайды. MDEA/PZ еріткіш қоспасының MDEA және басқа амин еріткіштеріне қарағанда жоғары тұрақтылығы, белгілі бір мөлшерде CO2 тазарту үшін үлкен сыйымдылықты қамтамасыз етеді және аз жұмыс күші қажет етеді. Пиперазиннің ерігіштігі төмен болғандықтан, оны басқа амин еріткішімен толықтыру үшін көбінесе шамалы мөлшерде қолданады. Пиперазиннің бірінші немесе бірнеше артықшылықтары оның төмен концентрациясының салдарынан практикада жиі төмендейді; алайда, CO2 сіңіру жылдамдығы, сіңіру жылуы және еріткіш сыйымдылығы пиперазинді амин газ тазарту еріткіштеріне қосу арқылы артады, олардың ең көп таралғаны MDEA, оның теңдесі жоқ жоғары жылдамдығы мен сыйымдылық тиімділігіне байланысты. Мысалы, 5 м PZ/5 м MDEA қоспасы, ағынның кіреберіс (сіңіруге дайын) және шығу (сіңірілген) амин еріткіштері арасындағы CO2 концентрациясының айырмашылығын 8 м PZ-ден 11%-ға арттырады, яғни, еріткіш массасының бірлігіне қышқыл (газ) ағынынан көбірек CO2 алынады, ал концентрация айырмашылығы 7 м MEA-дан шамамен 100%-ға жоғары. Типтік аминге негізделген сіңіру процестері 45 °C-тан 55 °C-қа дейін температурада жүргізіледі, сондықтан пиперазиннің мүмкіндіктері көміртекті жинау шеңберінде және осылайша көміртекті жинау үшін тиімді. Пиперазин 150 °C-қа дейін жұмыс температурасында қолданғаннан кейін көп сатылы флэш-дистилляция және басқа әдістер арқылы жылулық түрлендіріліп, сіңіру процесіне қайта жіберіледі, бұл амин газ тазарту процестерінде жалпы энергия тиімділігін арттырады. Концентрацияланған пиперазинді (CPZ) қоспа ретінде пайдаланудың артықшылықтары, мысалы, CSIRO басқаратын Австралиядағы үш пилоттық қондырғы арқылы расталды. Бұл бағдарлама жанудан кейінгі көміртекті жинаудың жоғары құнына қарсы күресу үшін іске қосылды және нәтижелері жағымды болды. Стандартты MEA ерітінділеріне қарағанда реактивті және жылулық тұрақты CPZ-ді қолдану арқылы сіңіру бағаналарының көлемін азайту және еріткіштің жоғары температурада жаңарту арқылы капиталдық және сығылу (энергия) шығындары төмендетілді.