ثيوسيانات

الثيوسيانات (المعروفة أيضًا باسم رودانيد ) هو شاردة السيانوسلفانيد [SCN] - . إن الثيوسيانات هي المركب القاعدي المرافق لحمض الثيوسيانك. إن المشتقات الشائعة تشمل الأملاح عديمة اللون وهي ثيوسيانات البوتاسيوم وثيوسيانات الصوديوم. إن المركبات العضوية التي تحتوي على المجموعة الوظيفية السيانوسلفانيد SCN تسمى أيضًا الثيوسيانات. إن ثيوسيانات الزئبق الثنائي كان يستخدم سابقًا في الألعاب النارية.

إن الثيوسيانات هي مماثلة لشاردة السيانات [OCN] - مع استبدال ذرة الأكسجين بذرة الكبريت [SCN] - . إن الثيوسيانات هي إحدى الهالوجينات الزائفة بسبب تشابه تفاعلاتها مع تفاعلات أيونات الهاليد. إن الثيوسيانات المستخدم معروفة باسم رودانيد  (مأخوذة من اللغة اليونانية من أجل كلمة وردة ) بسبب اللون الأحمر لمعقداتها مع الحديد. يتم إنتاج الثيوسيانات عن طريق تفاعل عنصر الكبريت أو ثيوسلفات مع السيانيد:

 8 CN−  +  S8  →  8 SCN−
 CN−  +    →  SCN−  +  

يتم تحفيز التفاعل الثاني بواسطة ثيوسلفات الكبريت ترانسفيراز (وهو إنزيم ميتوكوندريا كبدي) وبواسطة أنزيمات نقل الكبريتات الأخرى والتي تعد معًا مسؤولة عن حوالي 80 ٪ من استقلاب السيانيد في الجسم.

الثيوسيانات العضوية 

يمكن أن توجد مشتقات المعادن العضوية والانتقالية لشاردة الثيوسيانات على شكل «أيزومرات ربط». في الثيوسيانات ترتبط المجموعة العضوية (أو شاردة الفلز) بالكبريت:

R−S−C≡N

حيث نجد أن ذرة الكربون تمتلك رابطة أحادية مع ذرة الكبريت S-C

بالإضافة إلى امتلاك ذرة الكربون هذه رابطة ثلاثية مع ذرة النيتروجين C≡N.

في إيزوثيوسيانات يتم ربط الجذر المستبدل R مع ذرة النيتروجين بدلا من ربطه مع ذرة الكبريت:

R − N = C = S

حيث نجد أن ذرة الكربون تمتلك رابطة ثنائية مع ذرة الكبريت S=C

بالإضافة إلى امتلاك ذرة الكربون هذه رابطة ثنائية مع ذرة النيتروجين C=N.

تعتبر الثيوسيانات العضوية حجارة البناء الثمينة في الكيمياء العضوية لأنها تسمح بالوصول الفعال إلى ذرات الكبريت المختلفة التي تحتوي على مجموعات وسقالات  وظيفية.

الاصطناع 
توجد عدة طرق لتخليق الثيوسيانات وأكثر هذه الطرق أساسية هي التفاعل بين هاليدات الألكيل وثيوسيانات القلوية في وسط مائي. يتم تحلل الثيوسيانات العضوية إلى ثيوكربامات في تخليق ريميشنايدر ثيوكاربامات.

يحول  تخليق ريميشنايدر ثيوكاربامات الألكيل أو الأريل ثيوسيانات إلى ثيوكربامات تحت الظروف الحمضية، يتبع ذلك التحلل المائي بالماء المثلج. تم اكتشاف التفاعل بواسطة الكيميائي الألماني راندولف رييمشنايدر في عام 1951 كطريقة أكثر فاعلية لإنتاج الثيوكربامات.

الكيمياء الحيوية للثيوسيانات في الطب 
من المعروف أن الثيوسيانات  تكون جزءا مهما في التخليق الحيوي للهيبوثيوسيانات باستخدام أنزيم لاكتوبروكسيداز. وبالتالي فإن الغياب التام للثيوسيانات أو الثيوسيانات المرجعة في جسم الإنسان (كما هو الحال في داء التليف الكيسي ) يضر بنظام الدفاع البشري للمضيف.

إن الثيوسيانات هي مثبط تنافسي قوي لناقل صوديوم-يود الدرقي. إن اليود عنصر أساسي في هرمون الغدة الدرقية. نظرًا لأن الثيوسيانات ستقلل من نقل اليوديد إلى الخلية الجريبية للغدة الدرقية فإنها ستقلل من كمية هرمون الغدة الدرقية التي تنتجها الغدة الدرقية. على هذا النحو من الأفضل تجنب الأطعمة التي تحتوي على الثيوسيانات من قبل مرضى قصور الغدة الدرقية الناجم عن نقص اليود.

في أوائل القرن العشرين تم استخدام الثيوسيانات في علاج ارتفاع ضغط الدم لكنه لم يعد يستخدم بسبب السمية المرتبطة به. ومع ذلك لا يزال نتروبروسيد الصوديوم (وهو مادة دوائية تكون نتيجة استقلابها هي الثيوسيانات) يستخدم في علاج حالات ارتفاع ضغط الدم الطارئة. إن أنزيم رودانيز يحفز تفاعل نتروبروسيد الصوديوم مع ثيوكبريتات لتكوين المستقلب ثيوسيانات.

كيمياء التنسيق 

البنيات الامتزازية لشاردة الثيوسيانات موصوفة في الشكل المجاور.

تشترك الثيوسيانات في شحنتها السالبة بالتساوي تقريبًا بين الكبريت والنيتروجين. نتيجة لذلك يمكن أن تعمل الثيوسيانات كمحب للنواة سواء في الكبريت أو النيتروجين - إن الثيوسيانات هي ربيطة مترددة (غير محددة).

الرَّبِيطة في الكيمياء عبارة عن ذرة أو أيون أو جزيء مرتبط بذرة الفلز المركزية في المعقدات التساندية. مكان الربيطة دائماً إلى الخارج بالنسبة لذرة مركزية. تتشكل الرابطة بين الفلز والربيطة عادة بأن تقوم الربيطة بمنح زوج أو أكثر من الإلكترونات إلى ذرة الفلز أي تنشأ رابطة تساندية بين الربيطة والفلز.يمكن لشاردة الثيوسيانات [SCN] - أن تقوم أيضًا بربط اثنين من ذرات المعادن (M − SCN − M) أو حتى ربط ثلاثة من ذرات المعادن (> SCN− أو −SCN <).

تؤدي الأدلة التجريبية إلى استنتاج عام مفاده أن المعادن من الفئة A ( المعروفة باسم الأحماض الصلبة) تميل إلى تكوين معقدات ثيوسيانات من خلال تشكيل روابطها مع ذرة النيتروجين، في حين تميل المعادن من الفئة B (المعروفة باسم الأحماض اللينة) إلى تكوين معقدات ثيوسيانات من خلال تشكيل روابطها مع ذرة الكبريت. يمكن في بعض الأحيان أن تتدخل عوامل أخرى مثل الحركية والقابلية للذوبان بحيث يمكن أن يحدث تماثل الارتباط .
على سبيل المثال:

[Co (NH 3 ) 5 (NCS)] Cl 2

و

[Co (NH 3 ) 5 (SCN)] Cl 2 .

الرنين في الكيمياء هي ظاهرة نجد فيها أن الروابط بين ذرات في جزيء أو في شاردة متعدد الذرات لا يمكن وصفها بصيغة واحدة فقط وإنما في يمكن وصفها في صيغ عديدة بحيث يتغير نوع الرابطات بصفة مستمرة بين ذرات هذه الشاردة الرنينية. هذا يعني أنه في حالات الرابطات المتغيرة رنينيا ضمن الجزيء لا يمكن وصف توزيع الإلكترونات في الجزيء وصفا دقيقا.

إن بنية الجزيء تتغير بشكل مستمر تبعا لذلك. وقد ادخل العالم الكيميائي كريستوفر إنغولد اصطلاح ميزومير في عام 1933 .

وتسمى حالة تلك البنية الرنينية المتغيرة لشكل الجزيء «بالحالة البنية الرنينية» أو «الحالة الرنينية».

اختبار الحديد (III) والكوبالت (II) 
إذا تمت إضافة الثيوسيانات [SCN] - إلى محلول مع شوارد الحديد (III) سوف يتشكل محلول أحمر بلون الدم بشكل أساسي بسبب تكوين:

[Fe (SCN) (H 2 O) 5 ] 2+

وهذا يعني بنتا أكوا (ثيوسيانات - نيتروجين) الحديد (III) .

تتكون أيضًا كميات أقل من المركبات المائية الأخرى  على سبيل المثال:

Fe (SCN) 3

و

[Fe (SCN) 4 ] - .

وبالمقابل يعطي الكوبالت ثنائي التكافؤ Co+2 معقدا أزرق اللون مع الثيوسيانات. يمكن استخلاص معقدات الحديد والكوبالت في مذيبات عضوية مثل ثنائي إيثيل الأثير أو كحول الأميل. إن هذا الأمر يسمح بتحديد هذه الشوارد حتى في المحاليل الملونة بشدة. يمكن تحديد شوارد الكوبالت(II) في وجود شوارد الحديد(III) عن طريق إضافة فلوريد البوتاسيوم KF إلى المحلول والذي يشكل معقدات غير ملونة ومستقرة للغاية مع شوارد الحديد(III) في حين إن فلوريد البوتاسيوم KF لا يتفاعل مع الثيوسيانات SCN -. 

تساعد الفسفوليبيدات أو بعض المنظفات في نقل الثيوسياناتورون  إلى مذيبات مكلورة مثل الكلوروفورم ويمكن تحديدها بهذه الطريقة.

انظر أيضًا 

 الكبريتات

المراجع

اقتباسات 

أنيونات
مجموعات وظيفية
مركبات الكربون
Articles with changed EBI identifier
مضافات الخرسانة