อ่าน 5 นาที
การกำจัดหมู่เมทิล
การดีเมทิลเลชันเป็นกระบวนการทางเคมีที่ส่งผลให้มีการกำจัดหมู่เมทิล (CH₃ )ออกจากโมเลกุล วิธีการดีเมทิลเลชันที่พบได้ทั่วไปคือการแทนที่หมู่เมทิลด้วยอะตอมไฮโดรเจน...
การกำจัดหมู่เมทิล
การดีเมทิลเลชันเป็นกระบวนการทางเคมีที่ส่งผลให้มีการกำจัดหมู่เมทิล (CH₃ )ออกจากโมเลกุล[ 1 ] [ 2 ]วิธีการดีเมทิลเลชันที่พบได้ทั่วไปคือการแทนที่หมู่เมทิลด้วยอะตอมไฮโดรเจน ส่งผลให้สูญเสียคาร์บอนสุทธิหนึ่งอะตอมและไฮโดรเจนสองอะตอม
กระบวนการตรงข้ามกับการกำจัดหมู่เมทิลคือกระบวนการ เติมหมู่เมทิล
ในสาขาชีวเคมี

ไดแคมบา ซึ่งเป็นสารกำจัดวัชพืชที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย จะย่อยสลายทางชีวภาพโดยการกำจัดหมู่เมทิลเพื่อให้ได้กรด 3,6-ไดคลอโรซาลิไซ ลิก โดยมี เอนไซม์ ไดออกซิ เจเนสเป็นตัว เร่ง ปฏิกิริยา [ 3 ]
การกำจัดหมู่เมทิลมีความเกี่ยวข้องกับเอพิเจเนติกส์การกำจัดหมู่เมทิลออกจาก DNA ถูกเร่งปฏิกิริยาโดยเอนไซม์ดีเมทิเลสเอนไซม์เหล่านี้จะออก ซิได ซ์หมู่ N-เมทิล ซึ่งพบในฮิสโตนในอนุพันธ์ของไลซีน และใน DNA บางรูปแบบ[ 4 ]นอร์นิโคตินซึ่งเป็นอัลคาลอยด์ที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติ เกิดจากการกำจัดหมู่เมทิลของนิโคตินที่ เกี่ยวข้อง [ 5 ]
โดยทั่วไป กระบวนการกำจัดหมู่เมทิลเหล่านี้มักเกิดขึ้นตามอัตราส่วนทางเคมีดังนี้:
- R 2 N-CH 3 + O → R 2 N-H + CH 2 O
ปฏิกิริยาดังกล่าวได้รับการเร่งปฏิกิริยาโดยไซโตโครม P450 [ 6 ] ไฮดรอกซิเล สที่ขึ้นอยู่กับอัลฟา-คีโตกลูตาเรตยังทำงานเพื่อการกำจัดเมทิลของ DNA โดยทำงานด้วยสัดส่วนที่คล้ายคลึงกัน[ 7 ] ปฏิกิริยาเหล่านี้ซึ่งดำเนินไปผ่านการไฮดรอกซิเลชัน ใช้ประโยชน์จาก พันธะ CHที่อ่อนลงเล็กน้อยของเมทิลอะมีนและเมทิลอีเทอร์
การกำจัดหมู่เมทิลออกจาก สเตอรอลบางชนิดเป็นขั้นตอนในการสังเคราะห์เทสโทสเตอโรนและคอเลสเตอรอลหมู่เมทิลจะหายไปในรูปของฟอร์เมต[ 8 ]
การแปรรูปชีวมวล
หมู่เมทอกซีประดับประดาลิกนิน ซึ่งเป็นพอลิเมอร์ชีวภาพอย่างหนาแน่น ความสนใจในการเปลี่ยนชีวมวลรูปแบบที่อุดมสมบูรณ์นี้ให้เป็นสารเคมีที่มีประโยชน์ (นอกเหนือจากเชื้อเพลิง) ได้รับความสนใจอย่างมาก ขั้นตอนหนึ่งในการประมวลผลดังกล่าวคือการกำจัดหมู่เมทิล [ 9 ] [ 10 ] การกำจัดหมู่เมทิลของวานิลลินซึ่งเป็นอนุพันธ์ของลิกนิน ต้องใช้อุณหภูมิ 250 °C (482 °F) และเบสที่แรง[ 11 ]อุตสาหกรรมเยื่อและกระดาษย่อยลิกนินโดยใช้โซเดียมซัลไฟด์ ในน้ำ ซึ่งทำให้ลิกนินสลายตัวเป็นพอลิเมอร์บางส่วน การกำจัดลิกนินเกิดขึ้นพร้อมกับการกำจัดหมู่เมทิล O อย่างกว้างขวาง ทำให้เกิดเมทานีไทออลซึ่งถูกปล่อยออกมาจากโรงงานผลิตกระดาษเป็นมลพิษทางอากาศ[ 12 ]
ในวิชาเคมีอินทรีย์
การกำจัดหมู่เมทิลมักหมายถึงการแตกตัวของอีเทอร์โดยเฉพาะอีเทอร์อะริล[ 13 ]
ในอดีต อะริลเมทิลอีเทอร์ รวมถึงผลิตภัณฑ์จากธรรมชาติ เช่นโคเดอีน ( O-เมทิลมอร์ฟีน) จะถูกกำจัดหมู่เมทิลออกโดยการให้ความร้อนแก่สารในไพริดีนไฮโดรคลอไรด์ หลอมเหลว (จุดหลอมเหลว 144 °C (291 °F)) ที่อุณหภูมิ 180 ถึง 220 °C (356 ถึง 428 °F) บางครั้งใช้ไฮโดรเจนคลอไรด์ มากเกินไป ในกระบวนการที่เรียกว่า การแตกตัวของอีเทอร์ แบบ Zeisel–Prey [ 14 ] [ 15 ] การวิเคราะห์เชิงปริมาณสำหรับอะโรมาติกเมทิลอีเทอร์สามารถทำได้โดยการหาปริมาณN-เมทิลไพริดิเนียมคลอไรด์ที่เกิดขึ้นด้วยวิธีอาร์เจนโต เมตริก [ 16 ] กลไกของปฏิกิริยานี้เริ่มต้นด้วยการถ่ายโอนโปรตอนจาก ไอออน ไพริดิเนียมไปยังอะริลเมทิลอีเทอร์ ซึ่งเป็นขั้นตอนที่ไม่เอื้ออำนวยอย่างมาก ( K < 10 −11 ) ซึ่งอธิบายถึงสภาวะที่รุนแรงที่จำเป็น เนื่องจากความเป็นกรดของไพริดิเนียมอ่อนกว่ามาก ( p K a = 5.2) เมื่อเทียบกับ อะริลเมทิลอีเทอร์ ที่ถูกโปรตอน (ไอออนอะริลเมทิลออกโซเนียม, p K a = –6.7 สำหรับอะริล = Ph [ 17 ] ) จากนั้นตามด้วย การโจมตีแบบ S N 2ของไอออนอะริลเมทิลออกโซเนียมที่หมู่เมทิลโดยไพริดีนหรือไอออนคลอไรด์ (ขึ้นอยู่กับสารตั้งต้น) เพื่อให้ได้ฟีนอลอิสระและในที่สุดN -เมทิลไพริดิเนียมคลอไรด์ ไม่ว่าจะโดยตรงหรือโดยการถ่ายโอนเมทิลจากเมทิลคลอไรด์ไปยังไพริดีนในภายหลัง[ 16 ]

อีกวิธีหนึ่งแบบคลาสสิก (แต่ก็รุนแรงอีกเช่นกัน) สำหรับการกำจัดหมู่เมทิลของอะริลเมทิลอีเทอร์คือการให้ความร้อนอีเทอร์ในสารละลายของไฮโดรเจนโบรไมด์หรือไฮโดรเจนไอโอไดด์ บางครั้งอาจใช้ กรดอะซิติกด้วย[ 18 ] การแตกตัวของอีเทอร์โดยกรดไฮโดรโบรมิกหรือกรดไฮโดรไอโอไดด์เกิดขึ้นโดยการโปรตอนของอีเทอร์ ตามด้วยการแทนที่ด้วยโบรไมด์หรือไอโอไดด์เงื่อนไขที่อ่อนโยนกว่าเล็กน้อยใช้ไซโคลเฮกซิลไอโอไดด์ (CyI, 10.0 equiv) ในN , N-ไดเมทิลฟอร์มาไมด์เพื่อสร้างไฮโดรเจนไอโอไดด์จำนวนเล็กน้อยในแหล่งกำเนิด[ 19 ]
โบรอนไตรโบรไมด์ซึ่งสามารถใช้ได้ที่อุณหภูมิห้องหรือต่ำกว่านั้น เป็นรีเอเจนต์เฉพาะทางสำหรับการกำจัดหมู่เมทิลออกจากอะริลเมทิลอีเทอร์ กลไกการกำจัดหมู่แอลคิลออกจากอีเทอร์ดำเนินไปโดยผ่านการก่อตัวของสารประกอบเชิงซ้อนกรด-เบสของลูอิส แบบผันกลับได้ในขั้นต้นระหว่าง BBr3ที่เป็นกรดลูอิสอย่างแรงกับอีเทอร์ที่เป็นเบสของลูอิส สารประกอบเชิงซ้อนของลูอิสนี้สามารถแยกตัวแบบผันกลับได้เพื่อให้ได้แคตไอออนไดโบรโมบอริลออกโซเนียมและ Br– การแตกของพันธะอีเทอร์เกิดขึ้นผ่านการโจมตีแบบนิวคลีโอฟิลิกต่อชนิดของออกโซเนียมโดย Br– เพื่อ ให้ได้อะริลออกซีไดโบรโมโบเรนและเมทิลโบรไม ด์เมื่อปฏิกิริยาเสร็จสิ้น ฟีนอลจะถูกปลดปล่อยออกมาพร้อมกับกรดบอริก (H3BO3 ) และกรดไฮโดรโบรมิก (HBr ในน้ำ) เมื่อ ไฮ โดรไล ซิ สของอนุพันธ์ไดโบรโมโบเรนในระหว่างการแยกสาร ในน้ำ [ 20 ]

นิวคลีโอไฟล์ที่แข็งแกร่งกว่าเช่นไดออร์กาโนฟอสไฟด์ (LiPPh 2 ) ยังสามารถแยกอีเทอร์อะริลได้ บางครั้งภายใต้สภาวะที่ไม่รุนแรง[ 21 ] นิวคลีโอไฟล์ที่แข็งแกร่งอื่นๆ ที่ถูกนำมาใช้ ได้แก่เกลือไทโอเลตเช่น EtSNa [ 22 ]
เมทิลอีเทอร์อะโรมาติก โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่มีหมู่คาร์บอนิลอยู่ติดกัน สามารถ กำจัด หมู่เมทิลได้โดยใช้แมกนีเซียมไอโอไดด์อีเทอร์เรต[ 23 ]ตัวอย่างการใช้งานนี้พบได้ในการสังเคราะห์ผลิตภัณฑ์ธรรมชาติCalphostin A [ 24 ] ดังที่เห็นด้านล่าง

เมทิลเอสเทอร์ยังสามารถถูกกำจัดหมู่เมทิลได้ ซึ่งโดยปกติจะทำได้โดยการสลายตัวด้วยด่างการกำจัดหมู่เมทิลที่มีความซับซ้อนสูงนั้นมีอยู่มากมาย เช่นการกำจัดหมู่คาร์บอกซิลแบบคราปโช (Krapcho decarboxylation )
นำ สารผสมระหว่างอะเนโธล , KOH และแอลกอฮอล์มาให้ความร้อนในหม้ออัดความดัน แม้ว่าผลิตภัณฑ์จากปฏิกิริยานี้จะเป็นอะโนล ตามที่คาดไว้ แต่ ชาร์ลส์ ดอดส์ยัง ได้ค้นพบผลิตภัณฑ์ไดเมอไรเซชันที่มีปฏิกิริยาสูงในสารละลายที่เหลือ ซึ่งเรียกว่าไดอะโนล อีกด้วย
N-ดีเมทิลเลชัน
การกำจัดหมู่ N-เมทิลออกจากเอมีนระดับ 3° ทำได้โดยใช้ปฏิกิริยาฟอน บราวน์ซึ่งใช้BrCNเป็นรีเอเจนต์เพื่อให้ได้ อนุพันธ์ นอร์ ที่สอดคล้องกัน มีการพัฒนาปฏิกิริยาฟอน บราวน์ในรูปแบบที่ทันสมัยขึ้น โดยใช้เอทิลคลอโรฟอร์เมต แทน BrCN การเตรียมยาแพกซิลจากอะเรโคลีนเป็นการประยุกต์ใช้ปฏิกิริยานี้ เช่นเดียวกับการสังเคราะห์GSK-372,475เป็นต้น
การ กำจัดหมู่ N -methyl ออกจากอิมิพรามีนจะให้ผลลัพธ์เป็นเดซิพรามีน
ดูเพิ่มเติม
- การเติมหมู่เมทิลลงในสารตั้งต้น(เมทิลเลชัน )
สรุปเนื้อหา
ข้อมูลสำคัญจากบทความ
ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ การกำจัดหมู่เมทิล
การดีเมทิลเลชันเป็นกระบวนการทางเคมีที่ส่งผลให้มีการกำจัดหมู่เมทิล (CH₃ )ออกจากโมเลกุล วิธีการดีเมทิลเลชันที่พบได้ทั่วไปคือการแทนที่หมู่เมทิลด้วยอะตอมไฮโดรเจน...
ในสาขาชีวเคมี
การกำจัดหมู่เมทิลมีความเกี่ยวข้องกับ เอพิเจเนติกส์ การกำจัดหมู่เมทิลออกจาก DNA ถูก เร่งปฏิกิริยา โดย เอนไซม์ดีเมทิเลส เอนไซม์เหล่านี้ จะออก ซิได ซ์หมู่ N-เมทิล ซึ่งพบใน ฮิสโตน ในอนุพันธ์ของไลซีน และใน DNA บางรูปแบบ [ 4 ] นอร์นิโคติน...
การแปรรูปชีวมวล
หมู่เมทอกซีประดับประดา ลิกนิน ซึ่งเป็นพอลิเมอร์ชีวภาพอย่างหนาแน่น ความสนใจในการเปลี่ยนชีวมวลรูปแบบที่อุดมสมบูรณ์นี้ให้เป็นสารเคมีที่มีประโยชน์ (นอกเหนือจากเชื้อเพลิง) ได้รับความสนใจอย่างมาก ขั้นตอนหนึ่งในการประมวลผลดังกล่าวคือการกำจัดหมู่เมทิล [ 9 ] [ 10 ]...
ในวิชาเคมีอินทรีย์
การกำจัดหมู่เมทิลมักหมายถึงการแตกตัวของ อีเทอร์ โดยเฉพาะอีเทอร์อะริล [ 13 ]
