إيثانولامين

الإيثانولامين ( 2 -أمينوإيثانول ، أحادي إيثانولامين ، ETA ، أو MEA ) هو مركب كيميائي عضوي طبيعي ، صيغته الكيميائية H₂NCH₂CH₂OH أو C₂H₇NO . [ 8 ] جزيئه ثنائي الوظيفة ، إذ يحتوي على كلٍّ من أمين أولي وكحول أولي . الإيثانولامين سائل عديم اللون ولزج ، وله رائحة تشبه رائحة الأمونيا . [ 9 ]

يُطلق على الإيثانولامين عادةً اسم أحادي الإيثانولامين أو MEA لتمييزه عن ثنائي الإيثانولامين (DEA) وثلاثي الإيثانولامين (TEOA). وتشمل الإيثانولامينات مجموعة من الكحولات الأمينية . وتُصنف الإيثانولامينات ضمن فئة مضادات الهيستامين، والتي تضم الكاربينوكسامين ، والكليماستين ، والديمينهيدرينات ، والكلورفينوكسامين ، والديفينهيدرامين ، والدوكسيلامين . [ 10 ]

تاريخ

اكتشف تشارلز أدولف وورتز الإيثانولامينات، أو على وجه الخصوص أملاحها، عام 1860 [ 11 ] عن طريق تسخين 2-كلوروإيثانول مع محلول الأمونيا أثناء دراسته لمشتقات أكسيد الإيثيلين التي اكتشفها قبل عام. [ 12 ] لم يتمكن من فصل الأملاح أو عزل أي قواعد حرة.

في عام 1897، طور لودفيج كنور الطريقة الصناعية الحديثة (انظر أدناه ) وفصل المنتجات، بما في ذلك MEA، عن طريق التقطير التجزيئي ، ودرس خصائصها لأول مرة. [ 13 ]

لم يكن لأي من الإيثانولامينات أي أهمية تجارية حتى بعد أن انطلق الإنتاج الصناعي لأكسيد الإيثيلين خلال الحرب العالمية الثانية. [ 12 ]

حدوث في الطبيعة

تُعدّ جزيئات MEA مكونًا أساسيًا في تكوين الأغشية الخلوية، وبالتالي فهي وحدة بناء جزيئية للحياة. يُعتبر الإيثانولامين ثاني أكثر المجموعات الرأسية وفرةً في الفوسفوليبيدات ، وهي مواد موجودة في الأغشية البيولوجية (وخاصةً أغشية بدائيات النوى)؛ مثل فوسفاتيديل إيثانولامين . كما يُستخدم أيضًا في جزيئات ناقلة مثل بالميتويل إيثانولاميد ، الذي يؤثر على مستقبلات CB1. [ 14 ]

كان يُعتقد أن جزيئات MEA موجودة فقط على الأرض وعلى بعض الكويكبات، ولكن في عام 2021 تم العثور على أدلة تشير إلى وجود هذه الجزيئات في الفضاء بين النجوم. [ 15 ]

يتم تصنيع الإيثانولامين حيويا عن طريق إزالة الكربوكسيل من السيرين : [ 16 ]

HOCH 2 CH (CO 2 H) NH 2 → H 2 NCH 2 CH 2 OH + CO 2

تنتشر مشتقات الإيثانولامين على نطاق واسع في الطبيعة؛ على سبيل المثال، الدهون ، باعتبارها طليعة لمجموعة متنوعة من N- أسيل إيثانولامينات (NAEs)، التي تنظم العديد من العمليات الفسيولوجية في الحيوانات والنباتات مثل إنبات البذور، وتفاعلات النبات مع مسببات الأمراض ، وتطور البلاستيدات الخضراء والإزهار ، [ 17 ] بالإضافة إلى كونها طليعة، تتحد مع حمض الأراكيدونيك ( C20H32O2 20 : 4 , ω -6 ) ، لتكوين الإندوكانابينويد أنانداميد (AEA: C22H37NO2 20 :4, ω- 6 ) . [ 18 ]

يتحلل مركب MEA بيولوجيًا بواسطة إنزيم إيثانولامين أمونيا-لياز ، وهو إنزيم يعتمد على فيتامين B12. ويتحول إلى أمونيا وأسيتالدهيد عبر انتزاع ذرة هيدروجين أولية. [ 19 ]

H 2 NCH 2 CH 2 OH → NH 3 + CH 3 C H O

الإنتاج الصناعي

يُنتج أحادي إيثانول أمين بمعالجة أكسيد الإيثيلين بالأمونيا المائية ؛ وينتج عن هذا التفاعل أيضاً ثنائي إيثانول أمين وثلاثي إيثانول أمين . ويمكن التحكم بنسبة النواتج من خلال قياس العناصر المتفاعلة. [ 20 ]

التطبيقات

يُستخدم أحادي إيثانول أمين (MEA) كمادة خام في إنتاج المنظفات والمستحلبات ومواد التلميع والمستحضرات الصيدلانية ومثبطات التآكل والوسائط الكيميائية. [ 9 ]

على سبيل المثال، يؤدي تفاعل الإيثانولامين مع الأمونيا إلى إنتاج الإيثيلين ديامين ، وهو مادة أولية لعامل التخليب المستخدم بشكل شائع ، EDTA . [ 20 ]

تنقية تيار الغاز

تستطيع أحادي إيثانول أمينات تنقية انبعاثات ثاني أكسيد الكربون ( CO2 ) الناتجة عن احتراق الفحم والميثان والغاز الحيوي بكفاءة عالية. كما تُستخدم هذه التقنية في تجديد الهواء في الغواصات.

تُستخدم محاليل أحادي إيثانول أمين (MEA) في الماء كسائل تنقية لتيارات الغاز في معالجات الأمينات . [ 21 ] على سبيل المثال، يُستخدم محلول MEA المائي لإزالة ثاني أكسيد الكربون ( CO2 ) وكبريتيد الهيدروجين ( H2S ) من تيارات غازية مختلفة؛ مثل غازات المداخن والغاز الطبيعي الحامضي . [ 22 ] يعمل MEA على تأيين المركبات الحمضية المذابة، مما يجعلها قطبية وأكثر قابلية للذوبان بشكل ملحوظ .

يمكن إعادة تدوير محاليل تنقية MEA من خلال وحدة تجديد. عند تسخينها، تُطلق MEA، كونها قاعدة ضعيفة نسبيًا، غاز كبريتيد الهيدروجين (H₂S ) أو ثاني أكسيد الكربون (CO₂ ) المذاب ، مما ينتج عنه محلول MEA نقي. [ 20 ] [ 23 ]

استخدامات أخرى

في التركيبات الصيدلانية، يُستخدم أحادي إيثانول أمين (MEA) بشكل أساسي لتنظيم درجة الحموضة أو تحضير المستحلبات. ويمكن استخدامه كمنظم لدرجة الحموضة في مستحضرات التجميل. [ 24 ]

هو مُصلِّب يُحقن كخيار علاجي للبواسير المصحوبة بأعراض. ​​يُمكن حقن 2-5 مل من أوليات الإيثانولامين في الغشاء المخاطي فوق البواسير مباشرةً لإحداث تقرحات وتثبيت الغشاء المخاطي، مما يمنع البواسير من النزول خارج القناة الشرجية.

وهو أيضاً أحد مكونات سائل تنظيف زجاج السيارات الأمامي . [ 25 ]

أمين للتحكم في درجة الحموضة

يُستخدم الإيثانولامين غالبًا لزيادة قلوية الماء في دورات البخار لمحطات الطاقة، بما في ذلك محطات الطاقة النووية ذات المفاعلات المائية المضغوطة . تُجرى هذه العملية للتحكم في تآكل المكونات المعدنية. يُختار الإيثانولامين (أو أحيانًا أمين عضوي مشابه، مثل المورفولين ) لأنه لا يتراكم في مولدات البخار (الغلايات) والشقوق نظرًا لتقلباته، بل يتوزع بشكل متجانس نسبيًا في جميع أنحاء دورة البخار. في هذا التطبيق، يُعد الإيثانولامين مكونًا أساسيًا لما يُسمى "معالجة الماء بالمواد المتطايرة بالكامل".

ردود الفعل

عند تفاعله مع ثاني أكسيد الكربون ، يتفاعل مكافئان من الإيثانولامين عبر وسيط حمض الكربونيك لتكوين ملح الكربامات ، [ 26 ] والذي عند تسخينه عادةً ما يعود إلى الإيثانولامين وثاني أكسيد الكربون، ولكنه قد يتحول أحيانًا إلى 2-أوكسازوليدون ، مما ينتج عنه نفايات معالجة غاز الأمين. [ 27 ]

مراجع

  1. 1 2 تسمية المركبات العضوية: توصيات الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية والأسماء المفضلة 2013 (الكتاب الأزرق) . كامبريدج: الجمعية الملكية للكيمياء . 2014. الصفحات  649، 717. doi : 10.1039/9781849733069-FP001 . ISBN 978-0-85404-182-4على سبيل المثال ، فإن اسم "إيثانولامين"، الذي لا يزال يستخدم على نطاق واسع، مصمم بشكل سيئ بسبب وجود لاحقتين؛ فهو ليس بديلاً عن اسم IUPAC المفضل، "2-أمينوإيثان-1-أول".
  2. "صحيفة بيانات سلامة المواد الخاصة بالإيثانولامين" (ملف PDF) . شركة أكروس أورجانيكس . مؤرشفة من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 15-07-2011.
  3. هول، إتش كيه (1957). "ارتباط قوة القواعد للأمينات" . مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية . 79 (20): 5441-4 . Bibcode : 1957JAChS..79.5441H . doi : 10.1021/ja01577a030 .
  4. رايتمير، ر. إي.؛ سيفرتز، ف.؛ تارتار، هـ. ف. (1940). "بعض خصائص أحادي إيثانول أمين ومحاليله المائية". مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية . 62 (8): 1943-1944 . Bibcode : 1940JAChS..62.1943R . doi : 10.1021/ja01865a009 .
  5. 1 2 3 شركة سيجما-ألدريتش ، إيثانولامين . تم الاطلاع عليه بتاريخ 24-05-2018.
  6. "إيثانولامين" . تركيزات تشكل خطراً فورياً على الحياة أو الصحة . المعهد الوطني للسلامة والصحة المهنية .
  7. 1 2 3 دليل الجيب الخاص بالمعهد الوطني للسلامة والصحة المهنية (NIOSH) حول المخاطر الكيميائية. "#0256" . المعهد الوطني للسلامة والصحة المهنية (NIOSH).
  8. "المكتبة الوطنية للطب. PubChem. إيثانولامين" . معاهد الصحة الوطنية، المكتبة الوطنية للطب . تم الاطلاع عليه في 5 سبتمبر 2021 .
  9. 1 2 مارتن إرنست؛ يوهان بيتر ميلدر؛ فرانز إنغو بيرغر؛ كريستيان كوخ (2022). “الإيثانولامين والبروبانولامين”. موسوعة أولمان للكيمياء الصناعية . فاينهايم: وايلي-VCH. دوى : 10.1002/14356007.a10_001.pub2 . رقم ISBN 978-3-527-30673-2.
  10. سمية مستحضرات السعال والبرد والحساسية على موقع eMedicine
  11. ^ وورتز، أ. (1860). "Synthese sauerstoffhaltiger Basen" . جوستوس ليبيجز أنالين دير كيمي . 114 (1): 51-54 . دوى : 10.1002/jlac.18601140106 . ISSN 0075-4617 . 
  12. 1 2 براءة اختراع أمريكية رقم 9227912B2
  13. ^ كنور ، لودفيج (1897). "Ueber den Amidoäthylalkohol" . Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft . 30 (1): 909-915 . دوى : 10.1002/cber.189703001178 . ISSN 0365-9496 . 
  14. كاليجنانو، أ؛ لا رانا، ج؛ بيوميللي، د (2001). "النشاط المسكن للألم لأميد حمض دهني داخلي المنشأ، بالميتويل إيثانولاميد" . المجلة الأوروبية لعلم الأدوية . 419 ( 2-3 ): 191-198 . doi : 10.1016/S0014-2999(01)00988-8 . PMID 11426841 . 
  15. "أول دليل على وجود جزيئات غشاء الخلية في الفضاء" . مجلة علم الفلك . 28 مايو 2021. تم الاطلاع عليه في 4 سبتمبر 2021 .
  16. "فوسفاتيديل إيثانولامين والدهون ذات الصلة" . AOCS. مؤرشف من الأصل بتاريخ 21-08-2012 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 09-08-2015 .
  17. كوتينيو، برونا ج.؛ ميفرز، إميلي؛ شيفر، آمي ل.؛ بيليتييه، ديل أ.؛ هاروود، كارولين س .؛ كلاردي، جون؛ غرينبيرغ، إي. بيتر (25-09-2018). "نظام إشارات بكتيري يستجيب للنباتات ويستشعر مشتق الإيثانولامين" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية . 115 (39): 9785-9790 . Bibcode : 2018PNAS..115.9785C . doi : 10.1073/pnas.1809611115 . ISSN 0027-8424 . PMC 6166808. PMID 30190434 .   
  18. مارزو، ف. دي؛ بتروسيلليس، ل. دي؛ سيبي، ن.؛ بونو، أ. (15-06-1996). "التخليق الحيوي للأناندايد ومشتقات أسيل إيثانولاميد ذات الصلة في خلايا البالعات الكبيرة J774 وخلايا الورم العصبي N18 في الفئران" . مجلة الكيمياء الحيوية . 316 (الجزء 3): 977-984 . doi : 10.1042/bj3160977 . PMC 1217444. PMID 8670178 .  
  19. ^ شيباتا، ناوكي. تاماجاكي، هيروكو؛ هيدا، ناوكي؛ أكيتا، كيتا؛ كوموري، هيروفومي؛ شومورا، ياسوهيتو؛ تيرواكي، شين إيتشي؛ موري، كويتشي؛ ياسوكا، نوريتاكي؛ هيغوتشي، يوشيكي. تورايا ، تيتسو (2010). "الهياكل البلورية لإيثانولامين الأمونيا لياز المركب مع نظائر الإنزيم المساعد B12 والركائز" . مجلة الكيمياء البيولوجية . 285 (34): 26484–26493 . دوى : 10.1074/jbc.M110.125112 . بمك 2924083 . بميد 20519496 .  
  20. 1 2 3 فايسرميل، كلاوس؛ أربي، هانز يورغن. ليندلي، شارليت ر.؛ هوكينز، ستيفن (2003). "الفصل السابع. منتجات أكسدة الإيثيلين". الكيمياء العضوية الصناعية . وايلي-VCH . ص 159 – 161. ISBN  3-527-30578-5.
  21. Chremos A، وآخرون (أغسطس 2015). "نمذجة التوازن الطوري والكيميائي للمحاليل المائية للألكانولامينات وثاني أكسيد الكربون باستخدام منهجية مساهمة مجموعة SAFT-γ SW" . توازن الطور السائل . 407 : 280-297 . doi : 10.1016/j.fluid.2015.07.052 . hdl : 10044/1/25382 . 
  22. مستويات التوجيه للتعرض الطارئ والمستمر لبعض الملوثات البحرية . 2007. doi : 10.17226/11170 . ISBN 978-0-309-09225-8.
  23. "إيثانولامين" . إدارة السلامة والصحة المهنية . مؤرشف من الأصل بتاريخ 2013-05-03 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2008-05-11 .
  24. ^ كاراسكو، ف. (2009). "مكونات مستحضرات التجميل". Diccionario de Ingredientes Cosméticos 4ª Ed . www.imagenpersonal.net. ص. 306. ردمك  978-84-613-4979-1.
  25. معايير السلامة الفيدرالية للمركبات الآلية . وزارة النقل الأمريكية، الإدارة الوطنية لسلامة المرور على الطرق السريعة. 1994. ص. الجزء 571؛ S 108—PRE 128. 
  26. ^ لو يانيو. لياو، آنبينغ؛ يون، تشوغي؛ ليانغ، يانكينغ؛ ياو ، كينمي (2014). "امتصاص ثاني أكسيد الكربون في محاليل الإيثانولامين" . المجلة الآسيوية للكيمياء . 26 (1): 39-42 . دوى : 10.14233/ajchem.2014.15301 .
  27. سليم، SRS (2021-03-01). "معالجة نفايات الأمينات الناتجة عن العمليات الصناعية" . سلسلة مؤتمرات IOP: علوم وهندسة المواد . 1092 (1) 012051. Bibcode : 2021MS & E.1092a2051S . doi : 10.1088/1757-899x/1092/1/012051 . ISSN 1757-8981 .