دي ميتيل سلفوكسيد

دي ميتيل سلفوكسيد
IUPAC name Dimethyl sulfoxide
Systematic name Methanesulfinylmethane (substitutive) Dimethyl(oxido)sulfur (additive)
Other names Methylsulfinylmethane Methyl sulfoxide
المعرفات
Abbreviations	DMSO, Me2SO
رقم CAS	67-68-5
بوبكيم (PubChem)	679
ChemSpider	659 Y
UNII	YOW8V9698H Y
EC number	200-664-3
DrugBank	DB01093
KEGG	D01043
MeSH	Dimethyl+sulfoxide
ChEBI	CHEBI:28262
ChEMBL	CHEMBL504 Y
RTECS number	PV6210000
كود ATC	G04BX13,M02AX03
Beilstein Reference	506008
Gmelin Reference	1556
Jmol-3D images	Image 1 Image 2
SMILES CS(=O)C CS(C)=O
InChI InChI=1S/C2H6OS/c1-4(2)3/h1-2H3 Y Key: IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N Y InChI=1/C2H6OS/c1-4(2)3/h1-2H3 Key: IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYAR
الخصائص
الصيغة الجزيئية	C2H6OS
كتلة مولية	78.13 g mol-1
المظهر	Colourless liquid
الكثافة	1.1004 g cm−3
نقطة الانصهار	19 °C, 292 K, 66 °F
نقطة الغليان	189 °C, 462 K, 372 °F
قابلية الذوبان في الماء	Miscible
قابلية الذوبان في diethyl ether	very soluble
الحموضة (pKa)	35
Refractive index (nD)	1.479 εr = 48
اللزوجة	1.996 cP at 20 °C
Structure
Dipole moment	3.96 D
المخاطر
MSDS	Oxford MSDS
R-phrases	R36/37/38
S-phrases	S26, S37/39
Main hazards	Irritant and flammable
NFPA 704	2 1 0
Flash point	89 °C
مركبات قريبة
Related sulfoxides	diethyl sulfoxide
Related compounds	sodium methylsulfinylmethylide, dimethyl sulfide, dimethyl sulfone, acetone
في حال عدم ورود غير ذلك فإن البيانات الواردة أعلاه معطاة بالحالة القياسية (عند 25 °س و 100 كيلوباسكال)

دي ميثيل سلفوكسيد هو مركب عضوي كبريتي له الصيغةCH3)2SO) هذا السائل عديم اللون هو أهم مذيب قطبي لابروتوني ، والذي يذيب كلاً من المركبات القطبية واللاقطبية وهو قابل للامتزاج في نطاق واسع من المذيبات العضوية مثله مثل الماء. لديه قدرة جيدة على اختراق الجلد ، ومن ثم لديه الخاصية غير المعتادة عند العديد من الأشخاص بقدرته على الانفراز على سطح اللسان بعد تماسه مع الجلد وإعطائه طعم الثوم على اللسان.

على الرغم من استخداماته الطبية المميزة ، إلا أن له آثار جانبية ملحوظة .تم الترويج له كعلاج زائف للسرطان وحالات أخرى.

الاصطناع والإنتاج:

تم اصطناعه للمرة الأولى عام 1866 من قبل العالم الروسي ألكساند زايتسف ، والذي سجل اكتشافه هذا عام 1867. يتم اصطناع دي ميتيل سلفوكسيد انطلاقاً من سلفيد دي ميثيل والذي هو منتج جانبي لعملية تلبب كرافت kraft pulping ، يتم اصطناعه صناعياً بأكسدة سلفيد دي ميثيل بالأكسجين أو ثاني أكسيد الآزوت.

التطبيقات:

مذيب

DMSO (دي ميتيل سلفوكسيد) مذيب قطبي لابروتوني وأقل سمية من العناصر الأخرى المماثلة له في هذا الصنف مثل دي ميثيل فورم أميد ، دي ميتيل أسيت أميد ، ن-ميتيل-2- بيروليدين ، و HMPA.

DMSO يستخدم بشكل اعتيادي كمذيب في التفاعلات الكيميائية التي تتضمن الأملاح ، مثل تفاعلات فنكلشتاين ، وتفاعلات الاستبدال المحبة للنوى (النكليوفيلية).

كما يستخدم على نطاق واسع كعامل استخلاص في بيولوجيا الخلية و الكيمياء الحيوية.

بما أن DMSO حمض ضعيف فقط فهو يتحمل نسبياً الأسس القوية وعلى هذا النحو فقد تم استخدامه بشكل واسع في دراسة الكاربانيون (مركبات عضوية شاردية). وقد تم تحديد مجموعة قيم pKa اللامائية (حموضات C-H , O-H , S-H , N-H) لآلاف المركبات العضوية باستخدام محلول DMSO

بسبب درجة انصهاره العالية، 189 درجة مئوية (372 درجة فهرنهايت)، يتبخر الـDMSO ببطء في الضغط الجوي العادي، لا يمكن استرداد العينات الذائبة في الـDMSO بسهولة مقارنة بالمذيبات الأخرى، كما أنه من الصعب جدا إزالة جميع آثار الـDMSO عن طريق التبخر الدوار التقليدي، تقنية واحدة للاسترداد الكامل للعينات هي إزالة المذيب العضوي عن طريق التبخير يليها إضافة الماء (لحل الـDMSO ) و التجفيد لإزالة كل من الماء والـDMSO . التفاعلات التي تجرى في الـDMSO غالبا ما تمدد بالماء لترسيب المنتجات أو فصل أطوارها.

نقطة الانجماد للـ DMSO عالية نسبيا 18,5 درجة مئوية (65,3 درجة فهرنهايت)، ذلك يعني، أنه صلب في درجة حرارة الغرفة، أو أقل بقليل من درجة حرارة الغرفة، والذي يمكن أن يحد من فائدته في بعض العمليات الكيميائية ( على سبيل المثال البلورة مع التبريد).

الصيغة المعالجة بالديتيريوم من دي ميثيل سلفوكسيد (DMSO-d6) ، تستخدم كمذيب مفيد ولكن غال الثمن في مطياف الـ NMR (الطنين النووي المغناطيسي) ، أيضاً بسبب قابليته لإذابة مجال واسع من المُذابات،و بساطة طيفه البسيط وملاءمته لدراسات مطياف الـ NMR عالية الحرارة.

مساوئ استخدام DMSO-d6 هي لزوجته العالية مما تسبب توسيع الإشارات ، وكونه مسترطب مما يؤدي لطغيان رنين H2O في طيف 1H من مطياف الـ NMR. عادة ما يُمزج مع الكلوروفورم المعالج بالديتيريوم CDCL3 أو CD2CLS لخفض لزوجيته و نقطة انصهاره.

دي ميثيل سلفوكسيد يجد له استخداماً متزايداً في عمليات تصنيع الأجهزة الالكترونية الدقيقة. يستخدم بشكل واسع لإذابة البوليمير المقاوم الضوئي (وهو بولمير حساس ضوئياً يكون بالحالة السائلة ويتجمد لدى تعرضه الضوء ويكون مضاداً للإذابة) يتوضع هذا البوليمر على الترانزستورات في الشاشات الرقيقة، وإذابة غيرها من تطبيقات التغليف الحديثة ( مثل التغليف بالطبقة الرقيقة- والتغليف بطريقة مضخات اللحام). كما يستخدم دي ميثيل سلفوكسيد في الوقاية الحيوية خاصة في بنوك الخلايا الجذعية. دي ميثل سلفوكسيد يعتبر من مزيلات الطلاء الفعالة ، ويعد أكثر أماناً من الكثير من المذيبات الأخرى مثل نتروميثان وثنائي كلور الميثان.

بسبب قدرته على إذابة العديد من المركبات فإن DMSO يلعب دوراً في إدارة العينات وعمليات التحري فائقة الإنتاجية في تصميم الدواء.

التفاعلات:

التفاعلات مع محبي الالكترونات:

المركز الكبريتي لمركب دي ميثيل سلفوكسيد هو محب للنوى (نكليوفيلي) تجاه المركبات الضعيفة الألفة للإلكترونات (الكتروفيلية) والأكسجين هو محب للنوى تجاه المركبات عسيرة الألفة للإلكترونات.

الحموضة:

مجموعات الميثيل في مركب دي ميثيل سلفوكسيد تعد حمضية الخواص بعض الشيء (pKa=35) وذلك بسبب ثباتيةالكربانيون الناتج بواسطة زمر S(O)R ، وهكذا فهي قابلة لنزع البروتونات بواسطة الأسس القوية مثل دي ايزو بروبيل أميد الليثيوم وهدريد الصوديوم.

إن الملح الصوديومي لـ دي ميثيل سلفوكسيد المٌشكّل بهذه الطريقة (يُشار إليه عادة باسم "ديمسيل صوديوم" هو من الأسس المفيدة ، فعلى سبيل المثال يتم استخدامه لنزع بروتونات الكيتونات لتشكيل إينولات الصوديوم ، أملاح الفوسفونيوم وذلك لتشكيل كواشف ويتغ Wittig reagents وأملاح الفورم أميدينيوم لتشكيل ثنائي أمين الكربينات.

يتفاعل دي ميثيل سلفوكسيد مع يوديد الميثيل لتشكيل ثلاثي ميثيل سلفوكسونيوم يوديد[(CH3)3SO]I, والتي يمكن أن نزع بروتونها بواسطة هدريد الصوديوم لتشكيل يليد الكبريت sulfur ylide.

(CH3)2SO + CH3I → [(CH3)3SO]I [(CH3)3SO]I + NaH → [(CH3)2CH2SO + NaI + H2

مؤكسد:

في الاصطناع العضوي ، يتم استخدام دي ميثيل سلفوكسيد كمؤكسد لطيف ، كما هو موضح في أكسدة فتزنر-موفات وأكسدة سويرن

لَجين:

نظراً لقدرته على إذابة الأملاح فإن دي ميثيل سلفوكسيد هو لَجين ligand شائع في المعقدات التساندية.التوضيح هو المعقد ثنائي كلورو رباعي (دي ميثيل سلفوكسيد)روثنيوم ثنائي التكافؤ،RuCl2(dmso)4

dichlorotetrakis(dimethyl sulfoxide)ruthenium(II), RuCl2(dmso)4

في هذا المعقد، ثلاث لَجينات DMSO مرتبطة إلى الـ روثينيوم عبر الكبريت. اللَجين الرابع لـ DMSO مرتبط خلال الأكسجين. بشكل عام الشكل المرتبط بالأكسجين هو الأكثر شيوعاً.

التطبيقات:

البيولوجيا:

يتم استخدام دي ميثل سلفوكسيد في عمليات PCR تفاعل البلمرة المتسلسل ، وذلك لتثبيط البنية الثانوية لمرصاف الـ دنا DNA أو مَشرع (بادئ) الـ دنا DNA primers. يضاف دي ميثيل سلفوكسيد إلى مزيج PCR قبل التفاعل ، حيث يتداخل مع آلية التكامل الذاتية للدنا ،منقصاًالتفاعلات المتداخلة .

يُستخدم دي ميثيل سلفوكسيد أيضاً كواق من البرد (مضاد تجمد)، حيث يضاف إلى الوسط الخلوي لخفض تشكل الثلج وبالتالي يمنع موت الخلية خلال عمليات التجميد

ممكن أن يستخدم تقريباً 10% مع عملية التجميد البطيئة للخلايا و يمكن للخلايا أن تصبح متجمدة في درجة الحرارة -80 سيليسيوس ، أو بحفظها في النتروجين السائل بأمان.

يستخدام دي ميثيل سلفوكسيد كمذيب مساعد ليساعد على امتصاص الفلافونول الغليكوزيدي ايكاريين Icariin إلى الدودة الأسطوانية الربداء الرشيقة Caenorhabditis elegans

في المزارع الخلوية ، يستخدم دي ميثيل سلفوكسيد لتحريض تمايز خلايا السرطانة المضغية P19 إلى خلايا العضلية القلبية وخلايا عضلية هيكلية.

الطب:

يعود استخدام دي ميثيل سلفوكسيد في الطب إلى حوالي عام 1963 ، عندما اكتشف فريق جامعة أوريغون للصحة والعلوم الطبي بقيادة ستانلي جاكوب أن هذا المركب يمكن أن يخترق الجلد وغيره من الأغشية دون أن يتسبب بتخريبها وبوسعه أيضاً أن أن يحمل العديد من المركبات إلى الجهاز الحيوي. طبياً ، يستخدم دي ميثيل سلفوكسيد بشكل واسع كمسكن موضعي، كحامل للمستحضرات الصيدلانية الموضعية ، كمضاد التهاب و كمضاد أكسدة.

بما أن دي ميثيل سلفوكسيد يزيد من معدل امتصاص بعض المركبات عبر النسج العضوية بما فيها الجلد ، فمن الممكن أن يتم استخدامه كنظام حامل للدواء. وكثيراً ما يستخدم مركباً مع أدوية مضادة للفطور، مما يتيح لها ليس فقط اختراق الجلد بل أيضاً أصابع القدم والأظافر.

في بيولوجيا البرد cryoprotectant يتم استخدام دي ميثيل سلفوكسيد كـ واق من البرد ولا يزال يُستخدم كمكون أساسي في مزائج التزجيج الواقية من البرد التي تستخدم لحفظ النسج والأعضاء ومعلقات الخلايا. حيث بدون استخدامه أكثر من 90% من الخلايا المجمدة تصبح غير فعالة ، فهو مفيد جداً في عملية التجميد والتخزين طويل الأمد للخلايا الجذعية المضغية ، والخلايا الجذعية المكونة للدم والتي عادة ما يتم تجميدها في مزيج من 10% دي ميثيل سلفوكسيد ،وسط تجميد،30% مصل بقري جنيني.

في التجميد البردي (المحدث للبرد) لسلالات الخلايا متغايرة الصيغة الصبغية (MDCK, VERO, الخ) يستخدم مزيج من 10% DMSO مع 90% EMEM (70% EMEM و30% مصل بقر جنيني + مزيج مضاد حيوي). وكجزء من عملية زرع نقي العظم ذاتي المنشأ يتم إعادة غرس DMSO جنباً الى جنب مع الخلايا الجذعيةالمكونة للدم الخاصة بالمريض.

في دراسة عام 1978 في مؤسسة كليفلاند كلينيك في كليفلاند، أوهايو، خلص الباحثون إلى أن DMSO جلب راحة ملحوظة لغالبية ال 213 مريض الذين يعانون من أمراض بولية تناسلية التهابية التي تمت دراستها.

وأوصوا ب DMSO لجميع حالات الالتهابات غير الناتجة عن عدوى أو ورم حيث تكون الأعراض شديدة أو يفشل المرضى في الاستجابة للعلاج التقليدي. وقد تم فحص DMSO لعلاج العديد من الأمراض والحالات، لكن إدارة الغذاء والدواء الأمريكية (FDA) وافقت على استعماله فقط للتخفيف من أعراض المرضى الذين يعانون من التهاب المثانة الخلالي.

في علم الأشعة التداخلية، يستعمل DMSO كمحل للكحول الإثيليني الفينيلي في العامل الصمي السائل الجَزعي، والذي يستعمل في الانصمام، وهو الانسداد العلاجي للأوعية الدموية. في البحوث الطبية، يستعمل DMSO غالباً كحامل للدواء في العضوية الحية وفي الزجاج في المختبرات. ومع ذلك، عندما يكون الباحث جاهلاً بآثارها عديدة المظاهر، أو عندما تكون مجموعات المراقبة غير مخطط لها بعناية، يمكن أن يحدث خطأ منهجي؛ يمكن أن يُنسب تأثير للـ DMSO بشكل خاطئ للدواء. مثلاً، حتى جرعة منخفضة جداً من DMSO لها تأثير واق قوي ضد الأذية الكبدية المحَرضة بالأسيتامينوفين في الفئران.

يتم استقلاب DMSO إلى كبريتيد ثنائي الميثيل وثنائي ميثيل سلفون. وهو يخضع لإطراح الكلى والرئة. وبالتالي، فإن التأثير الجانبي المحتمل لـ DMSO هو ارتفاع دي ميتيل سلفيد في الدم، والتي قد تتسبب في حدوث رائحة فم كريهة تعتبر عرضا مرتبطا بأمراض الدم.

الطب البديل:

يتم تسويق DMSO باعتباره جزء من الطب البديل عن طريق الكتب التي تحمل عناوين مثل دي ميتيل سلفوكسيد: المداوي الطبيعي.

جاءت شعبيته كعلاج بديل عن طريق فيلم وثائقي مكون من 60 دقيقة ويضم المؤيدين الأوائل لذلك. يتم إدراجه من قبل إدارة الغذاء والدواء الأمريكية كعلاج للسرطان زائف و كان لإدارة الغذاء والدواء "معركة متواصلة" مع الموزعين.

وقد شمل هذا ميلدريد ميلر الذي روج لـ DMSO على أنه مفيد لمجموعة متنوعة من الاضطرابات بما في ذلك التهاب المفاصل، والأمراض العقلية، وانتفاخ الرئة، ومرض السرطان وقام بكتابة كتاب يروج لل DMSO بعنوان" A Little Dab Will Do Ya!" (اعلان جودة، 1981). لا يزال مصنف من قبل جمعية السرطان الأمريكية على أنه علاج بديل للسرطان غير فعال؛ لمعظم الحالات لا توجد أدلة كافية لنقول أن له أي تأثير وتتفق معظم المصادر أن تاريخه من الآثار الجانبية عند اختباره تشير إلى ضرورة الحذر عند استخدامه كمكمل غذائي، ومع هذا يتم تسويقه بشكل كبير مع التنصلات المعتادة.

في الطب البديل، يعتمد الترويج على النتائج المبكرة التي لا تكون متوازنة باختبارات شاملة للفعالية والسلامة. في التهاب المفاصل ، على سبيل المثال، أعطت الدراسات المراقبة نتائج متضاربة وهناك عدد قليل من الدراسات على الإنسان وآثار جانبية هامة معروفة.

الطب البيطري:

يستخدم الـ DMSO بشكل شائع في الطب البيطري كمَروخ للأحصنة، لوحده أو بالمشاركة مع مكونات أخرى. في الحالة الأخيرة، غالباً، تكون الوظيفة المرادة من الـ DMSO عمله كمحلّ، ليحمل المكونات الأخرى عبر الجلد. أيضاً في الأحصنة، يستخدم الـ DMSO وريدياً، مرة أخرى لوحده أو بالمشاركة مع أدوية أخرى. يستعمل لوحده لعلاج الضغط المرتفع داخل القحف و/أو الوذمة الدماغية لدى الأحصنة.

المأمونية:

السمية:

تم إيقاف التجارب السريرية المبكرة بسبب تساؤلات حول سلامته، خصوصا قدرته على إلحاق الضرر بالعين . الآثار الجانبية الأكثر شيوعا تشمل الصداع والحرقة والحكة في تماسه مع الجلد . وقد تم الإبلاغ عن حساسية قوية. [بحاجة للاستشهاد الكامل]. في تركيزات عالية، يمكن أن يكون قاتلا للبشر . [بحاجة للاستشهاد الكامل]. DMSO ذو الصنف الصنعي يأتي أحيانا ملوثا بغيره من المواد. يمكن أن يسبب DMSO امتصاص الملوثات ،السموم، و الأدوية من خلال الجلد، والتي قد تتسبب بآثار غير متوقعة. ويعتقد ان ل DMSO دوراً في زيادة فعل مميعات الدم ، الستيروئيدات، أدوية القلب ،المهدئات ، وأدوية أخرى . في بعض الحالات يمكن لهذا الأمر أن يكون ضارا أو خطيرا.

هو ذيفان عصبي متنامي.

تم إدراجه في أستراليا في الجدول الرابع للسموم، و تمت مقاضاة شركة قامت بإضافته منتجات كمادة حافظة. ولأن DMSO يخترق الجلد بسهولة، فإن المواد الذائبة في DMSO يمكن أن يتم امتصاصها بسرعة. اختيار القفاز مهم عند العمل مع DMSO. ينصح باستخدام قفازات مطاطية سميكة. إن قفازات النتريل، والتي تستخدم عادة بشكل كبير للغاية في المختبرات الكيميائية ،وجد أنها تنحل بسرعة عن التعرض لل DMSO .

في 9 سبتمبر 1965، ذكرت صحيفة وول ستريت جورنال أن المصنّع للمادة الكيميائية حذرت من ان وفاة سيدة ايرلندية بعد خضوعها للعلاج بال DMSO لالتواء المعصم قد يكون بسبب هذا العلاج، على الرغم من أنه تم تشريح الجثة ولم يكن هناك علاقة سببية ثابتة. توقفت البحوث السريرية على استخدام DMSO ولم تبدأ مرة أخرى لغاية أن قامت الاكاديمية الوطنية للعلوم (NAS) بنشر نتائج مؤيدة لـ DMSO في عام 1972.

في عام 1978، وافقت إدارة الغذاء والدواء الأمريكية على استخدام DMSO في علاج التهاب المثانة الخلالي. في عام 1980، عقد الكونغرس الأمريكي جلسات استماع بشأن شكاوى بأن إدارة الغذاء والدواء كانت بطيئة بالموافقة على DMSO من أجل استخدامات طبية أخرى. في عام 2007، منحت إدارة الغذاء والدواء الأمريكية لقب "المسار السريع" للدراسات السريرية لاستخدام الـ DMSO في إنقاص تورم أنسجة الدماغ التالي لإصابات الدماغ الرضحية. يمكن أن يؤدي تعرض أدمغة الفئران في طور النمو لـ DMSO إلى تنكس الدماغ.

يمكن التحري عن هذه السمية العصبية عند جرعات منخفضة مثل 0.3 مل/كغ، وهو مستوى تم تجاوزه عند أطفال تعرضوا لـ دي ميتيل سلفوكسيد خلال علاجات طبية معينة.

قد يسبب أيضاً التخلص من الـ دي ميتيل سلفوكسيد عبر رميه في المجاري مشاكل في رائحة النفايات السائلة المحلية : تُحوِّل بكتيريا مياه الصرف الصحي الـ دي ميتيل سلفوكسيد تحت شروط نقص الأكسجن إلى الـ دي ميتيل سلفيد DMS الذي يملك رائحة كريهة قوية كرائحة الملفوف العفن .على كل حال فإن دي ميتيل سلفوكسيد النقي كيماوياً عديم الرائحة لعدم احتوائه على روابط C-S-C (كبريتيد) و C-S-H (ميركبتان mercaptan) . تتم إزالة رائحة الـ دي ميتيل سلفوكسيد بإزالة الشوائب ذات الرائحة التي يحتويها .

الانفجارات:

يمكن لمركب الـ دي ميتيل سلفوكسيد أن يُنتج تفاعل انفجاري عندما يتعرض لأسيل كلوريدات, عند حرارة منخفضة, يُنتج هذا التفاعل المادة المؤكسِدة التي تقوم بتفاعل أكسدة سويرن (swern oxidation).ممكن أن يتفكك الـ دي ميتيل سلفوكسيد عند درجة غليان تساوي 189ْ م عند ضغط جوي طبيعي وممكن أن يؤدي إلى انفجار.التفكك متواسط من قبل الحموض و الأسس لذا يمكن أن يحدث هذا التفكك عند درجات حرارة أخفض. يحدث أيضاً تفاعل انفجاري بالمشاركة مع مركبات الهالوجن, النتريدات المعدنية, فوق الكلورات المعدنية, هيدرات الصوديوم, حمض البيريوديك والعوامل المفلورة.

المصدر:

https://en.wikipedia.org/wiki/Dimethyl_sulfoxide