حمض الهيدروكساميك

البنية العامة لحمض الهيدروكساميك

في الكيمياء العضوية ، تُعدّ أحماض الهيدروكساميك فئة من المركبات العضوية ذات الصيغة العامة R− C(=O) −N(−OH)−R'، حيث تحمل المجموعة الوظيفية −C ( = O ) −N (−OH ) ، وR وR' عادةً مجموعات عضوية (مثل الألكيل أو الأريل ) أو ذرات هيدروجين . وهي أميدات ( R−C(=O)−NH−R' ) حيث ترتبط ذرة النيتروجين بمجموعة هيدروكسيل ( −OH ) . وكثيراً ما تُستخدم هذه الأحماض كعوامل مخلبية للمعادن . [ 1 ]

من الأمثلة الشائعة لحمض الهيدروكساميك حمض أسيتو- N- ميثيل هيدروكساميك ( H₃C −C(=O)−N(−OH)−CH₃ ) . ومن الأمثلة الأقل شيوعًا لحمض الهيدروكساميك حمض فورمو- N- كلورو هيدروكساميك ( H−C(=O)−N(−OH)−Cl ) وحمض كلوروفورمو- N- ميثيل هيدروكساميك ( Cl−C(=O)−N(−OH)−CH₃ ) .

التخليق والتفاعلات

تُحضّر أحماض الهيدروكساميك عادةً من الإسترات أو كلوريدات الأحماض عن طريق تفاعلها مع أملاح الهيدروكسيل أمين . على سبيل المثال، لننظر في عملية تحضير حمض البنزوهيدروكساميك: [ 2 ]

C₆H₅ C ( = O ) −O−CH₃ + NH₂OHC₆H₅C ( = O )−NH−OH + CH₃OH

يمكن أيضًا تصنيع أحماض الهيدروكساميك من الألدهيدات و N- سلفونيل هيدروكسيل أمين عبر تفاعل أنجيلي-ريميني ، [ 3 ] وبدلاً من ذلك، تحول أيونات الحديديك النيترونات الألدهيدية (أو سلائفها من الهيدروكسيل أمين ) إلى أحماض الهيدروكساميك، مع ضرورة توخي الحذر لتجنب الأكسدة المفرطة عبر وسيط هيدروكسي إيميد إلى أكسيد النيتروز والحمض ثنائي الأمين المقابل . [ 4 ]

على غرار تحويل الكيتونات إلى أسيلوينات ، يقوم ثنائي بيروكسيد أكسيد الموليبدينوم بأكسدة الأميدات ثلاثية الميثيل سيليلات إلى أحماض الهيدروكساميك، على الرغم من أن المردود لا يتجاوز 50%. [ 5 ]

في أحد أشكال تفاعل نيف ، تتحلل مركبات النيترو الأولية المحفوظة في محلول حمضي (لتقليل متصاوغ النيترونات ) إلى حمض هيدروكساميك. [ 6 ] في الوسط القاعدي، يتطلب التفاعل إثارة ضوئية إلى الحالة الثلاثية ، وبالنسبة لمركبات النيترو الثانوية، يسير التفاعل الضوئي بتوسع حلقي شبيه بتفاعل بيكمان . [ 7 ]

يُعد تفاعل إعادة ترتيب لوسن أحد التفاعلات المعروفة لإسترات حمض الهيدروكساميك . [ 8 ]

الكيمياء التناسقية والكيمياء الحيوية

تُسمى القاعدة المرافقة لأحماض الهيدروكساميك بالهيدروكسامات . يحدث نزع البروتون عند المجموعة −N(−OH)− ، حيث تُزال ذرة الهيدروجين ، مما ينتج عنه أنيون الهيدروكسامات R−C(=O)−N(−O )−R' . تُقدم القاعدة المرافقة الناتجة للفلز ربيطة مخلبية أنيونية مترافقة من نوع O , O . وقد تم عزل العديد من أحماض الهيدروكساميك والعديد من هيدروكسامات الحديد من مصادر طبيعية. [ 10 ]

تعمل هذه الأحماض كروابط ، عادةً للحديد. [ 11 ] وقد طورت الطبيعة عائلات من أحماض الهيدروكساميك لتعمل كمركبات رابطة للحديد ( سيدروفورات ) في البكتيريا . فهي تستخلص الحديد الثلاثي من مصادر غير قابلة للذوبان ( الصدأ ، المعادن ، إلخ). تُنقل المركبات الناتجة إلى داخل الخلية، حيث يُستخلص الحديد ويُستخدم في عمليات الأيض. [ 12 ]

تشكل الروابط المشتقة من حمض الهيدروكساميك وحمض الثيوهيدروكساميك (حمض هيدروكساميك حيث يتم استبدال ذرة أكسجين واحدة أو كلتيهما في المجموعة الوظيفية −C(=O)−N(−OH)− بالكبريت ) أيضًا معقدات قوية مع الرصاص (II). [ 13 ]

استخدامات وحالات أخرى

تُستخدم أحماض الهيدروكساميك على نطاق واسع في عملية تعويم المعادن الأرضية النادرة أثناء تركيز واستخلاص الخامات التي ستخضع لمزيد من المعالجة. [ 14 ] [ 15 ]

بعض أحماض الهيدروكساميك (مثل فورينوستات ، وبيلينوستات ، وبانوبينوستات ، وتريكوستاتين أ ) هي مثبطات لإنزيمات هيستون دي أسيتيلاز (HDAC) ذات خصائص مضادة للسرطان. يُعتقد أن مجموعة الهيدروكساميك ترتبط مباشرةً بذرة الزنك في جيب ارتباط أسيتيل ليسين. يُعد فوسميدوميسين مثبطًا طبيعيًا لحمض الهيدروكساميك لإنزيم ريدوكتويزوميراز 1-ديوكسي -دي- زيلولوز-5-فوسفات ( ريدوكتويزوميراز DXP ). كما دُرست أحماض الهيدروكساميك لإعادة معالجة الوقود المشع.

مراجع

  1. مونسون، جيمس و. (1992). "أحماض الهيدروكساميك". في: س. باتاي (محرر). مشتقات الأحماض (1992)، المجلد 2. كيمياء باتاي للمجموعات الوظيفية. الصفحات 849-873 . doi : 10.1002/9780470772508.ch15 . ISBN  9780470772508.
  2. CR Hauser; WB Renfrow Jr (1939). "حمض البنزوهيدروكساميك". Org. Synth . 19 : 15. doi : 10.15227/orgsyn.019.0015 .
  3. لي، جي جاك (2003). تفاعلات الأسماء: مجموعة من آليات التفاعل المفصلة ( الطبعة الثانية). برلين، هايدلبرغ، نيويورك: سبرينغر. ص 9. ISBN   978-3-662-05338-6.
  4. إلسورث، جيه إف (سبتمبر 1967). النيترونات الحلقية: دراسات الأكسدة وتخليق نيترون غير متجانس (أطروحة دكتوراه). جامعة كيب تاون . الصفحات 54-60 . 
  5. ماتلين، ستيفن أ.؛ ساميس، بيتر ج.؛ أبتون، روجر م. (1979). "أكسدة أميدات ثلاثي ميثيل سيليلات إلى أحماض هيدروكساميك". مجلة الجمعية الكيميائية، معاملات بيركن : 2481-2487 . doi : 10.1039/p19790002481 .   
  6. سميث (2020)، الكيمياء العضوية لشهر مارس ، التفاعل 16-3.
  7. ليبزسينسكا-كوتشاني، إيفا (1991) [22 مارس 1991]. "الكيمياء الضوئية لأحماض الهيدروكساميك ومشتقاتها". مراجعات كيميائية . 91 : 478-479 . doi : 10.1021/cr00004a002 .
  8. وانغ، زيرونغ (2010). تفاعلات وكواشف عضوية شاملة . جون وايلي وأولاده، ص 1772-1776 . ISBN  9780471704508.
  9. حسين، م.ب.؛ إنج-ويلموت، د.ل.؛ لوغري، ر.أ.؛ آن دير هيلم، د. (1980). "الازدواجية الدائرية، والبنية البلورية، والتكوين المطلق للسيدروفور الحديديك N,N',N"-تراياسيتيلفوسارينين، FeC39H57N6O15 " . مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية . 102 ( 18 ): 5766-5773 . doi : 10.1021 /ja00538a012 .
  10. أبراهام شانزر، وكليفورد إي. فيلدر، ويانيف باردا (2008). "السيدروفورات الطبيعية والمحاكية حيوياً القائمة على حمض الهيدروكساميك". في: زفي رابوبورت، وجويل إف. ليبمان (محرران). كيمياء الهيدروكسيلامينات والأوكسيمات وأحماض الهيدروكساميك . كيمياء المجموعات الوظيفية لباتاي. الصفحات 751-815 . doi : 10.1002/9780470741962.ch16 . ISBN  9780470512616.{{cite book}}: صيانة CS1: أسماء متعددة: قائمة المؤلفين ( رابط )
  11. أغراوال، واي كيه (1979). "أحماض الهيدروكساميك ومركباتها المعدنية". المراجعات الكيميائية الروسية . 48 (10): 948-963 . Bibcode : 1979RuCRv..48..948A . doi : 10.1070/RC1979v048n10ABEH002422 . S2CID 250857281 . 
  12. ميلر، مارفن ج. (نوفمبر 1989). "تخليق وإمكانات علاجية لمركبات السديروفورات ونظائرها القائمة على حمض الهيدروكساميك". مراجعات كيميائية . 89 (7): 1563-1579 . doi : 10.1021/cr00097a011 .
  13. فاركاس، إيتيلكا؛ بوغليو، بيتر (2017). "الفصل 8. معقدات الرصاص (II) مع الأحماض الأمينية والببتيدات وغيرها من الروابط ذات الصلة ذات الأهمية البيولوجية". في: أستريد، س.؛ هيلموت، س.؛ سيجل، آر كي أو (محررون). الرصاص: آثاره على البيئة والصحة . أيونات المعادن في علوم الحياة. المجلد 17. دي غرويتر. الصفحات 201-240. doi : 10.1515 / 9783110434330-008 . ISBN   9783110434330PMID 28731301 
  14. ماريون، كريستوفر؛ جوردنز، آدم؛ لي، رونغهاو؛ رودولف، مارتن؛ ووترز، كريستيان إي. (أغسطس 2017). "تقييم جامعات الهيدروكسامات لتعويم الملاكيت". تكنولوجيا الفصل والتنقية . 183 : 258-269 . doi : 10.1016/j.seppur.2017.02.056 .
  15. ^ جوردنس، آدم. تشنغ، يينغ بينغ؛ ووترز ، كريستيان إي. (فبراير 2013). “مراجعة لإثراء العناصر الأرضية النادرة التي تحتوي على معادن”. هندسة المعادن . 41 : 97– 114. بيب كود : 2013MiEng..41...97J . دوى : 10.1016/j.mineng.2012.10.017 .

للمزيد من القراءة