أكسيد الأمين

الموسوعة الحرة

البنية العامة لأكسيد الأمين

في الكيمياء ، يُعرف أكسيد الأمين ، أو أكسيد الأمين N ، أو ببساطة N- أكسيد ، بأنه مركب كيميائي صيغته الكيميائية R₃N⁺ - O⁻ . يحتوي على رابطة تساهمية تناسقية بين النيتروجين والأكسجين ، مع وجود ثلاث ذرات هيدروجين إضافية و/أو مجموعات بديلة مرتبطة بالنيتروجين. يُكتب أحيانًا على النحو R₃N → O ، أو بديلًا عنه، [ 1 ] على النحو R₃N =O .

بالمعنى الدقيق، ينطبق مصطلح أكسيد الأمين فقط على أكاسيد الأمينات الثلاثية . ويُستخدم أحيانًا أيضًا للمشتقات المماثلة للأمينات الأولية والثانوية.

عادةً ما تكون أكاسيد الأمين مواد صلبة بيضاء قابلة للذوبان في الماء:

التطبيقات

يستخدم دواء إيميبرامينوكسيد (المعروف أيضًا باسم إيميبريكس) لعلاج الاكتئاب . [ 2 ]

تُستخدم أكاسيد الألكيل أمين ذات السلسلة الطويلة كعوامل سطحية مذبذبة ومثبتات للرغوة .

أكاسيد الأمين هي مواد فعالة سطحية شائعة الاستخدام في المنتجات الاستهلاكية مثل الشامبو، والبلسم، والمنظفات، ومنظفات الأسطح الصلبة. [ 3 ] يُعد أكسيد ألكيل ثنائي ميثيل أمين (بطول سلسلة يتراوح بين C10 وC16) أكثر أكاسيد الأمين استخدامًا تجاريًا. [ 4 ] تُصنف هذه الأكاسيد ضمن فئة المركبات ذات الإنتاج الضخم في أكثر من دولة عضو في منظمة التعاون الاقتصادي والتنمية ( OECD )، حيث يتجاوز إنتاجها السنوي 26,000 طن (28,700 طن قصير) في الولايات المتحدة، و16,000 طن في أوروبا، و6,800 طن في اليابان. [ 3 ] في أمريكا الشمالية، يُستخدم أكثر من 95% من أكاسيد الأمين في منتجات التنظيف المنزلية. [ 5 ] وتعمل هذه الأكاسيد كمثبتات، ومكثفات، ومطريات، ومستحلبات، ومرطبات، بتراكيز فعالة تتراوح بين 0.1% و10%. [ 3 ] أما النسبة المتبقية (أقل من 5%) فتُستخدم في منتجات العناية الشخصية، والمنتجات المؤسسية، والمنتجات التجارية [ 6 ] ، وفي استخدامات فريدة حاصلة على براءات اختراع مثل التصوير الفوتوغرافي. [ 3 ]  

أكسيد لوريل ثنائي ميثيل أمين ، وهو مشتق من الأمينات الدهنية، هو مكون مبيد للجراثيم في العديد من مستحضرات التجميل.

ملكيات

أكاسيد الأمين جزيئات شديدة القطبية [ 7 ] : 7، ولها قطبية قريبة من قطبية أملاح الأمونيوم الرباعية . أكاسيد الأمين الصغيرة محبة للماء للغاية ؛ فهي تتمتع بذوبانية ممتازة في الماء وذوبانية ضعيفة جدًا في معظم المذيبات غير القطبية . [ 7 ] : 7

أكاسيد الأمينات قواعد متوسطة. جميع أكاسيد الأمينات الأليفاتية لها قيمة pKa تتراوح تقريبًا بين 4 و5، بغض النظر عن الأمين الأصلي. أما أكاسيد النيتروجين غير المتجانسة العطرية، فتوزع أزواج الإلكترونات الحرة للأكسجين داخل الحلقة، وهي أقل قاعدية بكثير؛ إذ تبلغ قيمة pKa الخاصة بها حوالي 1. [ 7 ] : 97

توليف

تُحضّر معظم أكاسيد الأمينات عن طريق أكسدة الأمينات الأليفاتية الثلاثية أو المركبات الحلقية غير المتجانسة العطرية المحتوية على النيتروجين. يُعد بيروكسيد الهيدروجين المحمض الكاشف الأكثر شيوعًا في الصناعة والأوساط الأكاديمية. [ 7 ] : 20 كما أن للأحماض فوقية أهمية خاصة، وتُستخدم في تطبيقات متخصصة، مثل حمض كارو أو حمض ميتا-كلوروبنزويك (mCPBA) . [ 7 ] : 20 [ 8 ] عادةً ما تُؤكسد هذه التفاعلات النيتروجين الأكثر قاعدية في متعددات الأمينات أولًا، وقد تُؤثر على عدد من المجموعات الوظيفية الأخرى . [ 7 ] : 29-35 أما التفاعلات الأخرى المُنتجة لأكاسيد الأمينات، مثل تفاعل الحذف العكسي لكوب ، [ 7 ] : 6 فنادرًا ما تُستخدم.

تُعدّ التفاعلات التلقائية أو المحفزة باستخدام الأكسجين الجزيئي نادرة. ومع ذلك، فهي تُشكّل جزءًا من التحلل الهوائي للكواشف القائمة على الأمينات. تتفاعل الأمينات المعرضة للهواء ببطء مع الأكسجين لتكوين أكاسيد النيتروجين . قد تُؤدي هذه العملية إلى تحوّل لون الأمينات إلى اللون الأصفر، وقد تتحلل أكاسيد النيتروجين لاحقًا إلى نواتج ثانوية. يُمكن منع الأكسدة الناتجة عن الهواء بتخزين الكواشف في جو خامل.

ردود الفعل

تُظهر أكاسيد الأمين أنواعًا عديدة من التفاعلات. [ 9 ] [ 2 ]

رد فعل بولونوفسكي

المستقلبات

تُعد أكاسيد الأمين من المستقلبات الشائعة للأدوية والعقاقير المؤثرة على الحالة النفسية . ومن الأمثلة على ذلك النيكوتين ، والزولميتريبتان ، والمورفين .

تم تطوير أكاسيد الأمين للأدوية المضادة للسرطان كأدوية أولية يتم استقلابها في أنسجة السرطان التي تعاني من نقص الأكسجين إلى الدواء النشط.

سلامة الإنسان

لا تُعرف أكاسيد الأمين (AO) بأنها مواد مسرطنة، أو مُحسِّسة للجلد، أو سامة للجهاز التناسلي. يتم استقلابها وإخراجها بسهولة عند تناولها. أظهرت الدراسات التي أُجريت على الأرانب التي تناولتها بشكل مزمن انخفاضًا في وزن الجسم، وإسهالًا، وعتامة عدسية عند أدنى مستويات التأثير الضار الملحوظ (LOAEL) في نطاق 87-150  ملغم AO/كغم من وزن الجسم/يوم. أظهرت اختبارات تعرض الجلد البشري أن أقل من 1% منها يُمتص في الجسم بعد 8 ساعات. تهيج العين الناتج عن أكاسيد الأمين والمواد الفعالة بالسطح الأخرى يكون معتدلًا ومؤقتًا دون آثار دائمة. [ 3 ]

السلامة البيئية

تم قياس ذوبان أكاسيد الأمينات ذات متوسط ​​طول السلسلة 12.6 ذرة كربون في الماء عند تركيز يبلغ حوالي 410 غ/لتر. وتُعتبر هذه الأكاسيد ذات قدرة منخفضة على التراكم الحيوي في الكائنات المائية، استنادًا إلى بيانات معامل التوزيع (log K ow) للسلاسل ذات أطوال الكربون الأقل من 14 ذرة كربون (معامل التركيز الحيوي < 87%). [ 3 ] وُجد أن مستويات أكاسيد الأمينات في المياه الداخلة غير المعالجة تتراوح بين 2.3 و27.8  ميكروغرام/لتر، بينما تراوحت في المياه الخارجة بين 0.4 و2.91  ميكروغرام/لتر. وسُجلت أعلى تركيزات في المياه الخارجة في محطات معالجة المياه باستخدام خندق الأكسدة والمرشحات المتقطرة. في المتوسط، تم رصد إزالة أكثر من 96% باستخدام معالجة الحمأة المنشطة الثانوية. [ 4 ] تتراوح السمية الحادة في الأسماك، كما هو موضح في اختبارات LC50 لمدة 96 ساعة، بين 1000 و3000  ميكروغرام/لتر لسلاسل الكربون ذات أطوال الكربون الأقل من 14 ذرة كربون. تتراوح قيم LC50 لأطوال السلسلة الأكبر من C14 بين 600 و1400  ميكروغرام/لتر. وتبلغ بيانات السمية المزمنة للأسماك 420  ميكروغرام/لتر. وعند معايرة التركيز إلى C12.9، يصبح تركيز عدم التأثير الملحوظ (NOEC) 310  ميكروغرام/لتر للنمو والفقس. [ 4 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ دورانت، ماركوس سي. (2015). " تعريف كمي للتكافؤ الفائق" . العلوم الكيميائية . 6 (11): 6614-6623 . doi : 10.1039/C5SC02076J . PMC 6054109. PMID 30090275 .  
  2. 1 2 كوبوس، م.؛ فريدريش، ت.؛ زورن، إ.؛ بورميستر، ن.؛ ميزون، و. (2024). " الكيمياء الطبية للأدوية ذات وظائف أكسيد النيتروجين" . مجلة الكيمياء الطبية . 67 (7): 5168-5184 . doi : 10.1021/acs.jmedchem.4c00254 . PMC 11017254. PMID 38549449 .  
  3. ١ ٢ ٣ ٤ ٥ ٦ منظمة التعاون الاقتصادي والتنمية (OECD) (٢٠٠٦). "أكاسيد الأمين" . قاعدة بيانات المواد الكيميائية الموجودة لدى منظمة التعاون الاقتصادي والتنمية . مؤرشفة من الأصل في ٢٢ فبراير ٢٠١٤.
  4. 1 2 3 ساندرسون، هـ؛ سي تيبازاروا؛ دبليو جريجز؛ دي جيه فيرستيج (2009). "أكاسيد الأمين الكيميائية ذات الإنتاج الضخم [C8 - C20 ] " . تحليل المخاطر . 29 (6): 857-867 . doi : 10.1111/j.1539-6924.2009.01208.x . PMID 19504658. S2CID 45774397 .  
  5. ↑ مودلر، آر إف؛ إينوغوتشي، واي (2004). "تقرير أبحاث التسويق الصادر عن مركز الاقتصاد الكيميائي: المواد الخافضة للتوتر السطحي، والمنظفات المنزلية، وموادها الخام" . دليل الاقتصاد الكيميائي . مينلو بارك، كاليفورنيا: شركة إس آر آي للاستشارات.
  6. ↑ ساندرسون، هـ؛ كاونتس، ج. ل؛ ستانتون، ك؛ سيدلاك، ر (2006). "التعرض وتحديد الأولويات - بيانات وطرق الفحص البشري للمواد الكيميائية ذات الإنتاج الضخم في المنتجات الاستهلاكية: أكاسيد الأمين - دراسة حالة" . تحليل المخاطر . 26 (6): 1637-1657 . doi : 10.1111/j.1539-6924.2006.00829.x . PMID 17184403 . 
  7. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 أوتشياي إيجي (1967). أكاسيد الأمينات العطرية . ترجمة دوروثي يو. ميزوغوتشي. أمستردام: إلسيفير. LCCN 66-25764 .  
  8. ↑ سميث، مايكل ب.؛ مارش، جيري (2007)، الكيمياء العضوية المتقدمة: التفاعلات والآليات والبنية ( الطبعة السادسة)، نيويورك: وايلي-إنترساينس، ص 1779، ISBN   978-0-471-72091-1
  9. ↑ ألبيني، أنجيلو (1993). "الاستخدام التركيبي لأكاسيد الأمين N ". التخليق . 1993 (3): 263-77 . doi : 10.1055/s-1993-25843 .
  10. ↑ غريرسون، د. (1990). "تفاعل بولونوفسكي". التفاعلات العضوية 39 : 85. doi : 10.1002/0471264180.or039.02 . ISBN 0471264180.
  11. ↑ بولونوفسكي، ماكس؛ بولونوفسكي، ميشيل (1927). ""Sur les aminoxydes des alcaloides. III. عمل الأنهيدريدات وكلور الأحماض العضوية. تحضير القواعد ولا."". Bull. Soc. Chim. Fr . 41 : 1190– 1208.
  12. ↑ كورتي، لازلو؛ تشاكو، باربرا (2005). التطبيقات الاستراتيجية للتفاعلات المسماة في التخليق العضوي ( طبعة ورقية). إلسيفير ساينس. ISBN  0-12-429785-4.