مقدمة
في الكيمياء العضوية، ملح إشنموسر (بالإنجليزية: Eschenmoser’s salt) (سمي على اسم ألبرت إشنموسر) هو مركب أيوني عضوي. وهو ملح يوديد ثنائي ميثيل مثيلين الأمونيوم. صيغته الكيميائية هي [(CH3)2N=CH2]+I–. يستخدم هذا الملح كمصدر للمجموعة +CH2N(CH3)2 في تفاعلات الكيمياء العضوية، ويستخدم بشكل خاص في إدخال مجموعة فورميل بواسطة التفاعل مع الكيتونات أو الألدهيدات متبوعًا بالتحلل المائي.
يعتبر ملح إشنموسر كاشفًا قيمًا في العديد من التحولات العضوية، وخاصة في تفاعلات إطالة السلسلة وتكوين حلقات غير متجانسة. إن قدرته على إضافة مجموعة ميثيلين نشطة تجعله أداة قوية في توليف الجزيئات المعقدة.
التركيب والتحضير
يتم تحضير ملح إشنموسر عادةً عن طريق تفاعل ثلاثي ميثيل أمين مع يوديد الميثيل، متبوعًا بمعاملة مع قاعدة قوية مثل هيدريد الصوديوم. تتضمن العملية تفاعل ألكلة بين ثلاثي ميثيل أمين ويوديد الميثيل لتكوين ملح الأمونيوم الرباعي. ثم يتم معالجة هذا الملح بقاعدة قوية لإزالة بروتون ألفا، مما يؤدي إلى تكوين أيون الإيمينيوم، وهو ملح إشنموسر.
يمكن تمثيل التفاعل العام لتحضير ملح إشنموسر بالمعادلة التالية:
(CH3)3N + CH3I → (CH3)4N+I–
(CH3)4N+I– + قاعدة → [(CH3)2N=CH2]+I–
عادة ما يتم إجراء التفاعل في مذيب لا مائي لتجنب أي تفاعلات جانبية مع الماء. القاعدة المستخدمة في الخطوة الثانية قوية بما يكفي لنزع بروتون ألفا من ملح الأمونيوم الرباعي، ولكنها ليست قوية جدًا بحيث تتسبب في تفاعلات غير مرغوب فيها أخرى.
آلية التفاعل
تتضمن آلية التفاعل التي يشترك فيها ملح إشنموسر إضافة مجموعة ميثيلين نشطة إلى كربون كربونيل. تبدأ العملية عادةً بهجوم نيوكليوفيلي لملح إشنموسر على كربون كربونيل للكيتون أو الألدهيد. يؤدي هذا الهجوم إلى تكوين وسيط رباعي الأوجه، والذي يخضع بعد ذلك لإزالة لتكوين ألكين ألفا، بيتا غير مشبع. يمكن بعد ذلك اختزال هذا الألكين أو معالجته بشكل أكبر لإعطاء المنتج المطلوب.
يمكن تمثيل الآلية العامة للتفاعل مع كربون كربونيل بالخطوات التالية:
- هجوم نيوكليوفيلي لملح إشنموسر على كربون كربونيل.
- تكوين وسيط رباعي الأوجه.
- إزالة لتكوين ألكين ألفا، بيتا غير مشبع.
تعتمد خصوصية التفاعل على الظروف المحددة المستخدمة والمجموعات الأخرى الموجودة في الجزيء. ومع ذلك، بشكل عام، يعتبر ملح إشنموسر كاشفًا متعدد الاستخدامات يمكن استخدامه لإجراء مجموعة واسعة من التحولات.
تطبيقات في التخليق العضوي
يستخدم ملح إشنموسر على نطاق واسع في التخليق العضوي بسبب تفاعله العالي وقدرته على إدخال مجموعة ميثيلين إلى الجزيئات العضوية. بعض التطبيقات الأكثر شيوعًا تشمل:
- إدخال مجموعة فورميل: يمكن استخدام ملح إشنموسر لإدخال مجموعة فورميل إلى الكيتونات أو الألدهيدات. يتم ذلك عن طريق التفاعل مع الكيتون أو الألدهيد متبوعًا بالتحلل المائي.
- تفاعلات إطالة السلسلة: يمكن استخدام ملح إشنموسر لإطالة السلاسل الكربونية عن طريق إضافة وحدة كربون واحدة في كل مرة.
- تكوين حلقات غير متجانسة: يمكن استخدام ملح إشنموسر لتكوين مجموعة متنوعة من الحلقات غير المتجانسة، بما في ذلك البيريدين والإيميدازول.
- تخليق الأدوية والمواد الطبيعية: يستخدم ملح إشنموسر ككتلة بناء رئيسية في تخليق العديد من الأدوية والمواد الطبيعية المعقدة.
مثال على استخدام ملح إشنموسر في تخليق الأدوية هو تخليق مركب مضاد للسرطان تاكسول. يستخدم ملح إشنموسر في إحدى الخطوات الرئيسية في التخليق لإدخال مجموعة ميثيلين إلى هيكل تاكسول. وبالمثل، يتم استخدامه في تخليق العديد من المواد الطبيعية الأخرى، مثل قلويدات الإندول.
مزايا وعيوب
يتمتع ملح إشنموسر بالعديد من المزايا ككاشف في التخليق العضوي. وتشمل هذه المزايا:
- تفاعل عالي: يتفاعل ملح إشنموسر للغاية مع مجموعة متنوعة من المجموعات الوظيفية، مما يجعله كاشفًا متعدد الاستخدامات.
- خصوصية عالية: يميل ملح إشنموسر إلى أن يكون شديد الخصوصية للتفاعلات التي تم تصميمه من أجلها، مما يقلل من فرص التفاعلات الجانبية غير المرغوب فيها.
- سهولة التعامل: ملح إشنموسر عادة ما يكون سهل التعامل والتخزين، مما يجعله خيارًا مناسبًا للكيميائيين.
ومع ذلك، هناك أيضًا بعض العيوب لاستخدام ملح إشنموسر، بما في ذلك:
- حساسية للرطوبة: ملح إشنموسر حساس للرطوبة ويمكن أن يتحلل في وجود الماء.
- السمية: ملح إشنموسر سام ويجب التعامل معه بعناية.
- التكلفة: يمكن أن يكون ملح إشنموسر مكلفًا نسبيًا مقارنة بالكواشف الأخرى.
على الرغم من هذه العيوب، لا يزال ملح إشنموسر كاشفًا قيمًا في التخليق العضوي. إن تفاعله العالي وخصوصيته العالية يجعله أداة قوية لتخليق الجزيئات المعقدة.
بدائل لملح إشنموسر
على الرغم من أن ملح إشنموسر كاشف مفيد، إلا أن هناك بدائل أخرى يمكن استخدامها لنفس الأغراض. بعض البدائل الشائعة تشمل:
- كاشف تيبي (Tebbe’s reagent): هو مركب عضوي معدني يحتوي على التيتانيوم يستخدم لإضافة مجموعة ميثيلين إلى كربون كربونيل.
- كاشف ويتيج (Wittig reagent): هو فوسفوريليد يستخدم لإضافة الألكينات إلى كربون كربونيل.
- تفاعل بيترسون أوليفينيشن (Peterson olefination): يستخدم مركب سيليكون لإضافة الألكينات إلى كربون كربونيل.
يعتمد اختيار البديل على المتطلبات المحددة للتفاعل. على سبيل المثال، يعتبر كاشف تيبي فعالًا بشكل خاص لإضافة مجموعة ميثيلين إلى الألدهيدات والكيتونات المعيقة فراغيًا، بينما يعتبر كاشف ويتيج أكثر تنوعًا ويمكن استخدامه لإضافة مجموعة واسعة من الألكينات. يعتبر تفاعل بيترسون أوليفينيشن مفيدًا بشكل خاص لتخليق الألكينات ذات التكوين المحدد.
خاتمة
ملح إشنموسر هو كاشف مهم في الكيمياء العضوية يستخدم لإدخال مجموعة ميثيلين في الجزيئات العضوية. على الرغم من أنه قد يكون له بعض العيوب مثل حساسيته للرطوبة وتكلفته العالية، إلا أن تفاعله العالي وخصوصيته يجعله أداة قيمة في تخليق الجزيئات المعقدة، بما في ذلك الأدوية والمواد الطبيعية. بالإضافة إلى ذلك، توجد بدائل مثل كاشف تيبي وكاشف ويتيج وتفاعل بيترسون أوليفينيشن التي يمكن استخدامها لنفس الأغراض، اعتمادًا على الاحتياجات المحددة للتفاعل.