เคมีของสารประกอบปรอทอินทรีย์

เคมีออร์กาโนเมอร์คิวรีหมายถึง การศึกษาเกี่ยวกับสารประกอบออร์กาโนเมทัล ลิก ที่มีปรอทเป็นองค์ประกอบ สารประกอบออร์กาโนเมอร์คิวรีหลายชนิดมีพิษร้ายแรง แต่บางชนิดก็เคยถูกนำมาใช้ในทางการแพทย์ เช่นเมอร์โบรมีน ("เมอร์คูโรโครม") และสารกันบูดวัคซีนไทโอเมอร์ซอล[ 1 ]
โครงสร้างและพันธะ
สารประกอบออร์กาโนเมอร์คิวรีส่วนใหญ่มี Hg(II) ที่เป็นไดอะแมกเนติกและมีโครงสร้างเชิงเส้น C − Hg − X [ 2 ]อันที่จริง ไม่มีอนุพันธ์อินทรีย์ของ Hg 2+ ที่เป็นที่รู้จัก เนื่องจาก Hg 2+ ต้องการหมู่แทนที่ที่มีค่าอิเล็กโทรเนกาติวิตีสูงเพื่อความเสถียรในเฟสควบแน่น[ 3 ]
อนุพันธ์ของ Hg(II) ไม่ใช่ทั้งเบสของลูอิสหรือกรดของลูอิสพวกมันมีความเสถียรต่อออกซิเจนและน้ำ ซึ่งบ่งชี้ถึงขั้วต่ำของพันธะ Hg − C
โครงสร้างของ "เมอร์คิวโรซีน" เป็นสิ่งที่น่าศึกษา เมื่อผลิตขึ้นในช่วงทศวรรษ 1950 มันไวเกินไปสำหรับการกำหนดโครงสร้าง[ 4 ]การวิเคราะห์ในภายหลังพบว่าผลิตภัณฑ์มีปรอทที่เชื่อมต่อแบบ σ กับคาร์บอนเพียงหนึ่งตัวของแต่ละวงแหวน แทนที่จะเป็นเมทัลโลซีนที่มีโลหะเชื่อมต่อกับระบบ π ของวงแหวน[ 5 ]
สังเคราะห์

สารประกอบออร์แกโนเมอร์คิวรีถูกสร้างขึ้นด้วยวิธีการมากมายโดยสะท้อนถึงความแข็งแรงของพันธะ C − Hg [ 7 ]อันที่จริง ปรอทจะดูดซับบนเครื่องแก้วในห้องปฏิบัติการทำให้ห้องปฏิบัติการที่ทำการทดลองเกี่ยวกับปรอทอาจประสบปัญหาในการหลีกเลี่ยงการเกิดพันธะC − Hg [ 8 ]ในบางแง่ เคมีออร์แกโนเมอร์คิวรีมีความคล้ายคลึงกับเคมีออร์แกโนแพลเลเดียมมากกว่า และแตกต่างจากสารประกอบออร์แกโนแคดเมียม
การสังเคราะห์จากปรอทธาตุ
ปรอทโลหะทำปฏิกิริยากับเมทิลไอโอไดด์ ได้ช้ามาก เพื่อให้ได้ไดเมทิลเมอร์คิวรีปฏิกิริยาจะมีประสิทธิภาพมากขึ้นเมื่อใช้สารอัลคิเลตติ้งเอเจนต์ที่มีอิเล็กโทรฟิลิกมากขึ้น นอกจากนี้โซเดียมอะมัลกัมยังทำปฏิกิริยากับเฮไลด์ อินทรีย์ เพื่อให้ได้สารประกอบไดออร์กาโนเมอร์คิวรี[ 7 ]
การเติมปรอทลงในวงแหวนอะโรมาติก
อะรีนที่มีอิเล็กตรอนมากเช่นฟีนอลจะเกิดปฏิกิริยาเมอร์คิวเรชันเมื่อได้รับการบำบัดด้วยHg(O CCH ) หมู่แอซิเตตหนึ่งหมู่ที่ยังคงอยู่บนอะตอมของปรอทสามารถถูกแทนที่ด้วยคลอไรด์ได้: [ 9 ]
- C H OH + Hg(O CCH ) → C H (OH)–HgO CCH + CH CO H
- C H (OH)–HgO CCH + NaCl → C H (OH)–HgCl + NaO CCH
ปฏิกิริยาดังกล่าวครั้งแรก รวมถึงการเติมปรอทลงในเบนซีนนั้น ได้รับการรายงานครั้งแรกโดยOtto Dimrothในปี พ.ศ. 2441 [ 10 ]
การเติมลงในแอลคีนและแอลไคน์
ศูนย์ Hg 2+จับกับแอลคีน ทำให้เกิดการเติมไฮดรอกไซด์และแอลคอกไซด์ตัวอย่างเช่น การบำบัดเมทิลอะคริเลตด้วยเมอร์คิวริกอะซิเตตในเมทานอลจะให้เอสเทอร์ α-เมอร์คิวรี: [ 11 ]
- ปรอท(O CCH ) + CH =CHCO CH → CH OCH CH(HgO CCH )CO CH
พันธะ Hg − C ที่เกิดขึ้นสามารถถูกตัดออกด้วยโบรมีนเพื่อให้ได้อัลคิลโบรไมด์ที่สอดคล้องกัน:
- CH OCH CH(HgO CCH )CO CH + Br → CH OCH CHBrCO CH + BrHgO CCH
ปฏิกิริยานี้เรียกว่าปฏิกิริยา Hofmann–Sand [ 12 ]
อัลไคน์ภายในจะเกิดปฏิกิริยาเมอร์คิวเรชันโดยมีการรวมตัวทำละลายเข้าไปด้วย:
- RC≡CR + Hg(OAc) + ROH → R(AcOHg)C=CR(OR) + HOAc
ปฏิกิริยาของสารประกอบ Hg(II) กับพันธะ C-เฮเทอโรอะตอม

เส้นทางการสังเคราะห์ทั่วไปสำหรับสารประกอบออร์กาโนเมอร์คิวรีเกี่ยวข้องกับการอัลคิเลชันด้วยรีเอเจนต์ Grignardและสารประกอบออร์กาโน ลิเทียม ไดเอทิลเมอร์คิวรีเกิดจากปฏิกิริยาของเมอร์คิวรีคลอไรด์กับเอทิลแมกนีเซียมโบรไมด์สองโมล ซึ่งการแปลงสภาพโดยทั่วไปจะดำเนินการในสารละลายไดเอทิลอีเทอร์[ 14 ]
ในทำนองเดียวกันไดฟีนิลเมอร์คิวรีสามารถเตรียมได้โดยปฏิกิริยาระหว่างเมอร์คิวรีคลอไรด์และฟีนิลแมกนีเซียมโบรไมด์การเตรียมที่เกี่ยวข้องเกี่ยวข้องกับการก่อตัวของฟีนิลโซเดียมในที่ที่มีเกลือเมอร์คิวรี(II) [ 15 ]
Hg(II) สามารถถูกอัลคิเลตได้โดยการบำบัดด้วยเกลือไดอะโซเนียมในที่ที่มีโลหะทองแดง ด้วยวิธีนี้จึงสามารถเตรียม 2-คลอโรเมอร์คิวรีแนฟทาลีนได้[ 16 ]
4-คลอโรเมอร์คิวริโทลูอีนได้มาจากการคลอโรเมอร์คิวเรชันของโซเดียมโทลูอีนซัลไฟน์: [ 17 ]
- CH₃C₆H₄SO₂Na + CH₃C₆H₄HgCl +
ปฏิกิริยาการสร้างเกลือ
สารประกอบออร์กาโนเมอร์คิวรีสามารถเตรียมได้โดยใช้เส้นทางการแลกเปลี่ยนเกลือแบบดั้งเดิมที่เกี่ยวข้องกับออร์กาโนลิเทียมและรีเอเจนต์กรินยาร์ดตัวอย่างเช่น การเตรียม Hg(C5H5)2 ซึ่งมีอัลคิลที่เชื่อมต่อด้วยพันธะ σ แทนที่จะเป็นเมทัลโลซีน[ 5 ]
ปฏิกิริยา
สารประกอบออร์กาโนเมอร์คิวรีเป็นสารตัวกลางสังเคราะห์อเนกประสงค์เนื่องจากสภาวะที่ควบคุมได้ดีซึ่งทำให้พันธะ Hg − C แตกออก พันธะนี้มีความยืดหยุ่นอย่างมาก เช่น เมื่อโพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนตออกซิไดซ์ 4 ‑คลอโรเมอร์คิวรีโทลูอีน เป็น 4 ‑ คลอโร เมอร์คิวรีเบนโซอิกแอซิด [ 18 ]
อย่างไรก็ตาม สารประกอบออร์กาโนเมอร์คิวรีถูกนำมาใช้ใน ปฏิกิริยา การถ่ายโอนโลหะตัวอย่างเช่นไดฟีนิลเมอร์คิวรีทำปฏิกิริยากับอะลูมิเนียมเพื่อให้ได้ไตรฟีนิลอะลูมิเนียม:
- 3 (C H ) Hg + 2 Al → Al(C H ) + 3 Hg
สารประกอบออร์กาโนเมอร์คิวรีทำปฏิกิริยากับฮาโลเจนเพื่อให้ได้ออร์แกนิกเฮไลด์ที่สอดคล้องกันและแพลเลเดียมเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาการเชื่อมต่อระหว่างออร์กาโนเมอร์คิวรีกับออร์แกนิกเฮไลด์ วิธีนี้มักจะสร้างพันธะ C − C ด้วยความเลือกสรรต่ำ แต่ความเลือกสรรจะเพิ่มขึ้นเมื่อมีเกลือเฮไลด์อยู่ การคาร์บอนิเลชันของแลคโตนแสดงให้เห็นว่าใช้รีเอเจนต์ Hg(II) ภายใต้สภาวะที่เร่งปฏิกิริยาโดยแพลเลเดียม (การสร้างพันธะ C − C และ การสร้างเอสเทอร์ซิ ส ) [ 19 ]
ฟีนิลเมอร์คิวริกคลอไรด์จะเก็บไดคลอโรคาร์บีนไว้เป็นฟีนิล(ไตรคลอโรเมทิล)เมอร์คิวรี แบบย้อนกลับได้ แหล่งคาร์บีนที่สะดวกคือโซเดียมไตรคลอโรอะซิเตต : [ 20 ]
- C H HgCl + CCl → C H HgCCl ,
กลับด้านด้วยความร้อน
ออร์กาโนเมอร์คิวรีเฮไลด์ทำปฏิกิริยากับ แหล่ง ไฮไดรด์เพื่อให้ได้ออร์กาโนเมอร์คิวรีไฮไดรด์ สารประกอบเหล่านี้มีพันธะ C − Hg ที่อ่อนแอเป็นพิเศษ และแตกตัวเป็นอนุมูลอัลคิลได้ ง่าย [ 21 ]
แอปพลิเคชัน
ถึงแม้สารประกอบออร์กาโนเมอร์คิวรีจะมีพิษ แต่ก็มักพิสูจน์แล้วว่าเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีประโยชน์
ปฏิกิริยาไฮเดรชั่นและปฏิกิริยาที่เกี่ยวข้องของอะเซทิลีน
การแปลงอะเซทิลีนโดยใช้ Hg เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาหลายรายการได้รับการนำไปใช้ในเชิงพาณิชย์โดยHoechst AG , BASFและ Chisso อะเซทัลดีไฮด์ผลิตขึ้นโดยการไฮเดรชั่นของอะเซทิลีนโดยใช้ Hg เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา: [ 22 ]
- C H + H O → CH CHO
การจัดการของเสียที่มีสารปรอทจากกระบวนการผลิตชิสโซอย่างไม่ถูกต้อง ส่งผลให้เกิดภัยพิบัติทางสิ่งแวดล้อมและก่อให้เกิดโรคมินามาตะ
เอทิลิดีนไดอะซิเตตซึ่งเป็นสารตั้งต้นของอะเซทัลดีไฮด์และไวนิลอะซิเตตก็ถูกผลิตขึ้นด้วยกระบวนการที่คล้ายคลึงกันเช่นกัน[ 23 ] [ 24 ]เส้นทางเหล่านี้บางเส้นทาง ซึ่งครั้งหนึ่งเคยเป็นเส้นทางหลัก ได้ถูกแทนที่อย่างมีนัยสำคัญด้วยกระบวนการ Wacker ที่เร่งปฏิกิริยาด้วย Pd ซึ่ง เป็น กระบวนการที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากกว่าโดยเริ่มต้นด้วยเอทิลีนโดยทั่วไปปฏิกิริยาออกซีเมอร์คิวเรชันของแอลคีนและแอลไคน์โดยใช้สารประกอบปรอทจะดำเนินไปผ่านตัวกลางออร์กาโนเมอร์คิวรี ปฏิกิริยาที่เกี่ยวข้องซึ่งก่อให้เกิดฟีนอลคือปฏิกิริยา Wolffenstein– Böters
การผลิตคลอโรคาร์บอน
การเร่งปฏิกิริยาโดยใช้ปรอทมีบทบาทสำคัญในประวัติศาสตร์ของคลอริเนตอีเทนและเอทิลีน ไวนิลคลอไรด์ผลิตได้จากการเติม HCl ลงในอะเซทิลีนโดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาปรอท-คาร์บอน ต้องใช้ความพยายามอย่างมากในการจำกัดการปนเปื้อนของปรอทในผลิตภัณฑ์[ 25 ]
ยา
ความเป็นพิษนั้นมีประโยชน์เมื่อใช้ในความเข้มข้นต่ำมากเช่น ในยาฆ่าเชื้อโรคอย่างไทโอเมอร์ซอลและเมอร์โบรมีน และยาฆ่าเชื้อราเช่นเอทิลเมอร์คิวรีคลอไรด์และฟีนิลเมอร์คิวรีอะซิเตต

ยาขับปัสสาวะกลุ่มเมอร์คิวเรียลเช่นกรดเมอร์ซาลิลเคยใช้กันอย่างแพร่หลาย แต่ปัจจุบันถูกแทนที่ด้วย ยาขับปัสสาวะ กลุ่มไทอะไซด์และลูปไดอูเรติกซึ่งปลอดภัยกว่า ออกฤทธิ์ได้นานกว่า และออกฤทธิ์โดยการรับประทาน
โครมาโทกราฟีแบบความสัมพันธ์กับไทออล
ไทออล ยังเป็นที่รู้จักในชื่อเมอร์ แคปแทนเนื่องจากมีแนวโน้มที่จะจับปรอท ไทโอ เลต(RS − ) และไทโอคีโตน (R C=S) ซึ่งเป็นนิวคลีโอไฟล์อ่อน จะสร้างสารเชิงซ้อนโคออร์ดิเนชันที่แข็งแรงกับปรอท(II) ซึ่งเป็นอิเล็กโทรไฟล์อ่อน[ 26 ]กลไกการ ทำงานนี้ทำให้มีประโยชน์สำหรับโครมาโทกราฟีแบบแอฟฟินิตีเพื่อแยกสารประกอบที่มีไทออลออกจากสารผสมที่ซับซ้อน ตัวอย่างเช่น เจลอะกาโรสออร์กาโนเมอร์คิวเรียลหรือลูกปัดเจลถูกใช้เพื่อแยกสารประกอบไทออเลต (เช่นไทโอยูริดีน ) ในตัวอย่างทางชีวภาพ[ 27 ]
ความเป็นพิษ
ความเป็นพิษของสารประกอบออร์กาโนเมอร์คิวรี[ 28 ] [ 29 ]ก่อให้เกิดทั้งอันตรายและประโยชน์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งไดเมทิลเมอร์คิวรีเป็นที่รู้จักกันดีว่ามีพิษร้ายแรง แต่พบว่ามีการใช้เป็นสารต้านเชื้อราและยาฆ่าแมลงเมอร์โบรมีนและฟีนิลเมอร์คิวริกบอเรตใช้เป็นยาฆ่าเชื้อเฉพาะที่ ในขณะที่ไทเมอโรซอลใช้เป็นสารกันบูดสำหรับวัคซีนและแอนติท็อกซินได้อย่างปลอดภัย[ 30 ]
ดูเพิ่มเติม
ลิงก์ภายนอก
- "การประเมินสารตกค้างของยาฆ่าแมลงบางชนิดในอาหาร ปี 1967: สารประกอบออร์กาโนเมอร์คิวรี"โครงการระหว่างประเทศว่าด้วยความปลอดภัยทางเคมี
- "สารประกอบออร์กาโนเมอร์คิวรี"ฐานข้อมูลพิษวิทยาเชิงเปรียบเทียบห้องปฏิบัติการชีววิทยาเกาะเมาท์เดสเซิร์ต
- ข้อมูลความปลอดภัยสำหรับสารประกอบออร์กาโนเมอร์คิวรีทั่วไป: "เอกสารข้อมูลความปลอดภัยสำหรับฟีนิลเมอร์คิวริกอะซิเตต"เมอร์ค. 2022-07-22 . สืบค้นเมื่อ2022-08-19 .