Ν-μεθυλο-μορφολινοξείδιο

Το Ν-μεθυλο-μορφολινοξείδιο (αγγλ. N-Methylmorpholine N-oxide), γνωστό ως διαλύτης NMMO, είναι οργανική ένωση που χαρακτηρίζεται ως ετεροκυκλικό αμινοξείδιο.

 Γενικά 
Το ΝΜΜΟ είναι παράγωγο της μορφολίνης και χρησιμοποιείται στην οργανική χημεία ως συνοξειδωτικό και καταλύτης σε αντιδράσεις οξείδωσης, για παράδειγμα σε οξειδώσεις τετροξειδίου του οσμίου και στην Sharpless ασύμμετρη διυδροξυλίωση, ή στις οξειδώσεις με TPAP. 

Το NMΜO διατίθεται στο εμπόριο τόσο ως μονοένυδρο C5H11NO2·H2O όσο και ως άνυδρη ένωση. Το μονοένυδρο χρησιμοποιείται ως διαλύτης για την κυτταρίνη στη διαδικασία ρεγιόν (rayon) που οδηγεί στην παραγωγή ινών (υφασμάτων).

 Διαλύτης της κυτταρίνης 
Το μονοένυδρο NMMO χρησιμοποιείται ως διαλύτης για την παραγωγή ινών ρεγιόν. Διαλύει την κυτταρίνη για να σχηματίσει ένα διάλυμα και η κυτταρίνη κατακρημνίζεται εκ νέου σε ένα λουτρό νερού για να παραχθεί μια νέα μορφή ίνας. Η διαδικασία είναι παρόμοια αλλά όχι ανάλογη με τη διαδικασία της βισκόζης. Στη διαδικασία βισκόζης, η κυτταρίνη γίνεται διαλυτή με μετατροπή στα ξανθικά της παράγωγα. Με το NMMO, η κυτταρίνη δεν μειώνεται σε βαθμό πολυμερισμού, αλλά διαλύεται για να δώσει ένα ομοιογενές διάλυμα πολυμερούς. Η προκύπτουσα ίνα είναι παρόμοια -εξωτερικά- με τη βισκόζη. Η αραίωση με νερό προκαλεί την επανακαθίζηση της κυτταρίνης, δηλαδή η διαλυτοποίηση της κυτταρίνης με NMMO είναι μια ευαίσθητη στο νερό διεργασία.Noé, Pierre, and Henri Chanzy "Swelling of Valonia cellulose microfibrils in amine oxide systems." Canadian Journal of Chemistry Volume 86 issue 6 pages 520-524(2008). retrieved EBSCO, Advanced Placement Source. 11 Nov. 2009.

Η κυτταρίνη παραμένει αδιάλυτη στους περισσότερους γνωστούς διαλύτες, καθώς έχει ένα ισχυρό και εξαιρετικά δομημένο δίκτυο διαμοριακών δεσμών υδρογόνου (βλ. κρυσταλλική κυτταρίνη), το οποίο ανθίσταται στους κοινούς διαλύτες. Ο διαλύτης NMMO είναι σε θέση να διασπάσει το δίκτυο των δεσμών υδρογόνου που διατηρεί την κυτταρίνη αδιάλυτη στο νερό και άλλους διαλύτες. Παρόμοια διαλυτότητα έχει επιτευχθεί σε λίγους διαλύτες, ιδιαίτερα σε ένα μίγμα χλωριούχου λιθίου σε διμεθυλοακεταμίδιο και μερικά υδρόφιλα ιοντικά υγρά.

 Διάλυση σκληροπρωτεϊνών 
Μια άλλη χρήση της ένωσης NMMO είναι στη διάλυση της σκληροπρωτεΐνης που βρίσκεται σε ζωικό ιστό. Αυτή η διάλυση συμβαίνει στις κρυσταλλικές περιοχές που είναι πιο ομοιογενείς και περιέχουν υπολείμματα γλυκίνης και αλανίνης με μικρό αριθμό άλλων υπολειμμάτων. Ο τρόπος με τον οποίο ο διαλύτης NMMO διαλύει αυτές τις πρωτεΐνες έχει μελετηθεί ελάχιστα. Άλλες μελέτες, ωστόσο, έχουν γίνει σε παρόμοια συστήματα αμιδίου (π.χ. το εξαπεπτίδιο). Οι δεσμοί υδρογόνου των αμιδίων μπορούν να διασπαστούν χημικά με NMMO.E. S. Sashina, N. P. Novoselov, S. V.Toroshekova, V. E. Petrenko, “Quantum-chemical study of the mechanism of dissolution of scleroproteins in N-methylmorpholine N-oxide.” Russian Journal of General Chemistry volume78 issue 1 pages 139-145 (2008). retrieved EBSCO, Advanced Placement Source. 11 Nov. 2009.

 Οξειδωτικό μέσο 
δεξιά|με-πλαίσιο| Οξείδωση ενός αλκενίου με τετροξείδιο του οσμίου (0,06 ισοδ.) και NMΜO (1,2 ισοδ.) σε ακετόνη/νερό (5:1).Preparation of 3H-Pyrrolo[2,3-c]isoquinolines and 3H-Pyrrolo[2,3-c][2,6]- and 3H-Pyrrolo[2,3-c][1,7]-naphthyridines U. Narasimha Rao, Xuemei Han and Edward R. Biehl Arkivoc 2002 (x) 61-66 Online Article

Η ένωση NMΜO, ως Ν-οξείδιο, είναι οξειδωτικό μέσο. Χρησιμοποιείται γενικά σε στοιχειομετρικές ποσότητες ως δευτερογενές οξειδωτικό (δηλ. συνοξειδωτικό) για την αναγέννηση ενός πρωτογενούς (καταλυτικού) οξειδωτικού, αφότου το τελευταίο έχει αναχθεί από το υπόστρωμα. Οι γειτονικές αντιδράσεις συν-διυδροξυλίωσης, για παράδειγμα, θα απαιτούσαν, θεωρητικά, στοιχειομετρικές ποσότητες τοξικού, πτητικού και ακριβού τετροξειδίου του οσμίου, αλλά εάν αναγεννάται συνεχώς με NMΜO, η απαιτούμενη ποσότητα μπορεί να μειωθεί σε καταλυτικές ποσότητες.

 Παραπομπές 

Κατηγορία:Πολικοί διαλύτες