ثنائي متيل سلفوكسيد

 عدنان عطفة

 استحصال ثنائي متيل سلفوكسيد وخصائصه

 الاستعمال الطبي والصيدلاني لثنائي متيل سلفوكسيد

  بعض تفاعلات ثنائي متيل سلفوكسيد

ثنائي متيل سلفوكسيد Dimethyl Sulfoxide (DMSO)   مركّب سائل لا لون له، ذو رائحة غير مستحبة، صيغته المجملة  C₂H₆ SO وكتلته الجزيئية78.13 ، ووزن واحدة الحجوم 1.1004 غ/سم³، وشكل الجزيء مثلثي هرمي trigonal pyramidal، درجة غليانه º189س، ودرجة انصهاره 18.5°س. وهو مذيب غير بروتوني ثنائي القطب aprotic dipolar، عزمه القطبي3.96  ديباي debye، يذوب في الماء بجميع النسب، ويذوب في عدد كبير من المحلّات العضوية القطبية مثل الكحولات والإسترات والكيتونات والإتر والمحلات الكلورية.

استحصال ثنائي متيل سلفوكسيد وخصائصه

اصطنع ثنائي متيل سلفوكسيد أول مرّة الكيميائي الروسي ألكسندر زايتسف Alexander Zaytsev  في عام 1866. ويستحصل صناعياً من ثنائي متيل الكبريتيد بأكسدته بالأكسجين، المعادلة (1) أو بثنائي أكسيد الآزوت NO₂، ويُعدّ منتجاً ثانوياً في صناعة عجينة الورق wood pulp.

(1)

يستعمل ثنائي متيل سلفوكسيد في التفاعلات العضوية التي تشتمل على أملاح لقوته الكبيرة على إذابة الأملاح اللاعضوية؛ ولا سيّما في تفاعلات الاستبدال النوكليوفيلية nucleophilic. ومن خواصه غير العادية قدرته الكبيرة على النفاذ من خلال الأنسجة الحيوية والجلد، ويشعر بعض الناس عند تماس هذه المادة مع الجلد بمذاق على اللسان بطعم الثوم، ويحمل الزفير رائحة الثوم النفاذة. ترجع قدرة هذا المركّب على اختراق الأنسجة إلى شدة قطبيته من جهة؛ وإلى وجود زمرتي المتيل  اللتين  تتبادلان التأثير مع المواد الدسمة الموجودة في البشرة.

تمكن خاصية النفاذ من خلال الأنسجة من استعمال ثنائي متيل سلفوكسيد لإذابة بعض المواد الدوائية بقصد إدخالها إلى الجسم من خلال البشرة من دون الحاجة إلى الحقن. فيضاف بشكل رئيس في مسكنات الألم الموضعية ومضادات الالتهاب ومضادات الفطريات.

لا يُعدّ ثنائي متيل سلفوكسيد ساماً بذاته، ولكنه شديد الفعالية في نقل المواد الأخرى؛ بما فيها المواد السامة إلى الجسم عن طريق التماس مع الجلد، فيؤدي بوجود أملاح السيانيد إلى خطر التسمم بالسيانيد.

 يذيب هذا المركّب السائل القفازات المطاطية العادية، وينفذ من خلالها، لذا يجب استخدام أنواع أخرى من القفازات كتلك المصنوعة من المطاط البوتيلي أو النتريل الأزرق.

الاستعمال الطبي والصيدلاني لثنائي متيل سلفوكسيد 

بدأ استعمال ثنائي متيل سلفوكسيد طبياً في عام 1961 على يد ستانلي جاكوبزStanley Jacobs في جامعة أوريغون الأمريكية عندما كان يختبره كمادة لحفظ الأعضاء، فاكتشف قدرته الكبيرة على اختراق البشرة بسرعة ومن دون إحداث تلف فيها. ويذكر جاكوبز أنه ثمّة أكثر من أربعين ألف بحث حول كيمياء هذا المركّب في المجلات العلمية، منها أحد عشر ألف مقال حول احتمالات استعمالاته الطبية والسريرية، وقد استعمل في بلدان عديدة مسكّناً للألم والالتهاب، وتصلب الجلد scleroderma، والتهاب المثانة والمفاصل، وارتفاع الضغط في الجمجمة intracranial pressure. ومع ذلك رفضت وكالة الغذاء والدواء الأمريكية FDA حتى عام 2016 عدة طلبات لإجراء دراسات سريرية على ثنائي متيل سلفوكسيد، ولم توافق إلا على استخدامه مادة حافظة للأعضاء في عمليات زرع الأعضاء، حيث يحول دون تخريب الأنسجة بالتبلور عند تجميدها بقصد التخزين cryoprotectant، كما وافقت على اعتماده مادة مضادة لالتهاب المثانة الخلالي interstitial cystitis.

الاستعمالات الأخرى

 يستعمل ثنائي متيل سلفوكسيد على نطاق واسع مُحِلّاً في عدد كبير من تفاعلات الاصطناع العضوي، ومادة مؤكسدة لطيفة في بعض التفاعلات. ويستعمل أيضاً في تطبيقات صناعية مهمة تشمل البوليمرات (اللدائن) والمواد الصيدلانية والكيمياويات المستعملة في الزراعة وفي البيطرة.

كذلك يستعمل DMSO كثيراً في تفاعلات الاستبدال النوكليوفيلية من نوع S_N2، وفي تحضير المواد العضوية المعدنية مثل الفيروسين ferrocene، وصيغته Fe (C₅H₅)₂، وكذلك في الصناعة الإلكترونية، ويستعمل أيضاً مضاداً للتجمد antifreeze ومزيلاً فعالاً للطلاء، وهو أكثر سلامة من النتروميتان ومن ثنائي كلور الميتان.

يستعمل المركّب (DMSO-d6) وهو ثنائي متيل سلفوكسيد المعالج بالديتريوم DMSOdeuterated ، وصيغته (CD₃)₂ SO، وهو مُحِلّ مهم في مجال الرنين (التجاوب) المغنطيسي النووي Nuclear Magnetic Resonance (NMR) لقدرته الكبيرة على إذابة عدد كبير من المركّبات الكيميائية.

بعض تفاعلات ثنائي متيل سلفوكسيد

أ‌-   تفاعل سويرن Swern oxidation:

تتأكسد الكحولات الثانوية إلى كيتونات المعادلة (2):

(2)

ب‌- أكسدة الألكينات alkynes إلى كيتونات ثنائية من نوع ألفا α-diketones (المعادلة 3):

(3)

حيث:CH₃SO₃H   ميتان حمض السلفون methanesulfonic acid

ج‌-   تحويل الثيولات إلى ثنائيات الكبريتيد انتقائياً وبمردود عالٍ وبشروط تفاعل لطيفة، والتفاعل محفز بثنائي كلورو ثنائي أكسيد المولبدنيوم molybdenum dichloridedioxide (المعادلة 4):

(4)

حيث rt: درجة حرارة الغرفة،   R=Ar,   Alkyl,    Benzyl 

د‌-     اصطناع ألفا الكيتونات الثنائية العطرية (مشتقات البنزيل benzyl) من أريل حمض البروبيوليك مع يود الأريل بتفاعل إضافة، مع نزع ثنائي أكسيد الكربون، وبوجود حفاز من ملح النحاس copper-catalyzed decarboxylative coupling (المعادلة 5):

(5)

حيث حمض بروبيوليك Propiolic acid(AR₂COOH) ، ثلاثي فلوروميتان سلفونات  Trifluoromethanesulfonate (triflate)  (OTF)(CF₃SO₃) _.

ه‌-     اصطناع ألفا كيتو أميدات (α-ketoamides) بتفاعل الأميدات التأكسدي مع الأمينات إلى 2- أوكسو الألدهيدات (المعادلة 6):

(6)

و‌- تفاعل إضافة تأكسدي محفز باليود iodine-catalyzed CH/NH cross-coupling لتحضير α-كيتو إيميدات (α-ketoimides) بمردود عالٍ من الكيتونات المتيلية والبنزاميدين  benzamidine (المعادلة 7):

(7)

ز‌- هلجنة المركبات العطرية إلى بروم أو يود الأريل بطريقة سهلة وبمردود عالٍ (المعادلة 8):

(8)

 حيث: EtOAc  خلات الإتيل  CH₃-COO-CH₂-CH₃