กลุ่มเมทิล

ในเคมีอินทรีย์กลุ่มเมทิลคืออัลคิลที่ได้จากมีเทนซึ่งประกอบด้วย อะตอม คาร์บอน หนึ่ง อะตอมที่เชื่อม กับอะตอม ไฮโดรเจนสามอะตอม โดยมีสูตรเคมีCH ₃ (ในขณะที่มีเทนปกติจะมีสูตรเคมีCH ₄ ) ในสูตรเคมีกลุ่มนี้มักเรียกย่อๆว่าMe กลุ่ม ไฮโดรคาร์บอนนี้พบได้ในสารประกอบอินทรีย์ หลายชนิด เป็นกลุ่มที่เสถียรมากในโมเลกุลส่วนใหญ่ ในขณะที่กลุ่มเมทิลมักเป็นส่วนหนึ่งของโมเลกุล ขนาดใหญ่ ที่เชื่อมกับโมเลกุลส่วนที่เหลือด้วยพันธะโควาเลนต์เดี่ยว ( −CH ₃ ) กลุ่มเมทิลสามารถพบได้เองในสามรูปแบบ ได้แก่ไอออน เมทานด์ ( CH−3), ไอออน เมทิลเลียม ( CH-3) หรือเมทิลเรดิคัล ( CH^•
₃) แอนไอออนมีอิเล็กตรอนวาเลนซ์ 8 ตัว อิเล็กตรอนแรดิคัล 7 ตัว และอิเล็กตรอนแคตไอออน 6 ตัว ทั้งสามรูปแบบนี้มีปฏิกิริยาสูงมากและพบเห็นได้น้อยครั้ง^[1]

ไอออนเมทิลเลียม ( CH-3) มีอยู่ในเฟสก๊าซแต่ไม่พบในเฟสอื่น สารประกอบบางชนิดถือเป็นแหล่งที่มาของCH-3ไอออนบวก และการทำให้เรียบง่ายนี้ใช้กันอย่างแพร่หลายในเคมีอินทรีย์ ตัวอย่างเช่นการโปรตอนของเมทานอลจะให้รีเอเจนต์เมทิลเลตแบบอิเล็กโทรฟิลิกที่ทำปฏิกิริยาโดยเส้นทาง S _N 2:

CH3OH + H ⁺ _→ [ _CH3OH2 ] ⁺_​

ในทำนองเดียวกันเมทิลไอโอไดด์และเมทิลไตรเฟตถูกมองว่าเทียบเท่ากับเมทิลเคชั่น เนื่องจากสารเหล่านี้สามารถเกิดปฏิกิริยา S _N 2 โดยนิวคลีโอไฟล์ที่ อ่อนแอได้ง่าย

ตรวจพบไอออนเมทิลในอวกาศระหว่างดวงดาว [ ^{2] [3]}

ไอออนเมทาไนด์ ( CH−3) มีอยู่เฉพาะในเฟสก๊าซที่หายากหรือภายใต้สภาวะที่แปลกประหลาด สามารถผลิตได้โดยการคายประจุไฟฟ้าในคีทีนที่ความดันต่ำ (น้อยกว่าหนึ่งทอร์ ) และเอนทัลปีของปฏิกิริยาถูกกำหนดให้อยู่ที่ประมาณ 252.2 ± 3.3 kJ / mol ^[4]เป็นซูเปอร์เบส ที่ทรงพลัง มีเพียง ไอออนลิเธียมมอนอกไซด์ ( LiO ⁻ ) และไดอะไอออนไดเอทิลเบนซีนเท่านั้นที่ทราบกันว่าแข็งแกร่งกว่า^[5]

ในการอภิปรายกลไกของปฏิกิริยาอินทรีย์เมทิลลิเธียมและรีเอเจนต์ Grignard ที่เกี่ยวข้อง มักถือเป็นเกลือของCH−3แม้ว่าแบบจำลองอาจมีประโยชน์สำหรับการอธิบายและวิเคราะห์ แต่ก็เป็นเพียงเรื่องสมมติที่มีประโยชน์เท่านั้น โดยทั่วไปรีเอเจนต์ดังกล่าวจะเตรียมจากเมทิลฮาไลด์ :

2M+CH3X _→ MCH3 ₊ MX

โดยที่ M เป็นโลหะอัลคาไล

อนุมูลเมทิลมีสูตรโมเลกุลCH^•
₃. มีอยู่ในก๊าซเจือจาง แต่ในรูปที่มีความเข้มข้นมากขึ้น มันสามารถเปลี่ยนเป็น ไดเมอร์เป็น เอธาน ได้อย่างง่ายดาย โดยทั่วไปแล้ว เอนไซม์ต่างๆ ของSAMและเมทิลโคบาลามิ นจะถูกผลิตขึ้น ^{[6] [7]}

ปฏิกิริยาของกลุ่มเมทิลขึ้นอยู่กับหมู่แทนที่ ที่อยู่ติดกัน กลุ่มเมทิลอาจไม่เกิดปฏิกิริยาได้มากนัก ตัวอย่างเช่น ในสารประกอบอินทรีย์ กลุ่มเมทิลจะต้านทานการโจมตีจากกรด ที่แรง ที่สุด^{[ จำเป็นต้องอ้างอิง ]}

การ เกิด ออกซิเดชันของกลุ่มเมทิลเกิดขึ้นอย่างแพร่หลายในธรรมชาติและอุตสาหกรรม ผลิตภัณฑ์ออกซิเดชันที่ได้จากเมทิล ได้แก่กลุ่มไฮดรอกซีเมทิล −CH 2 _OHกลุ่มฟอร์มิ ล −CHOและกลุ่มคาร์บอกซิล−COOHตัวอย่างเช่นเปอร์แมงกาเนตมักจะเปลี่ยนกลุ่มเมทิลเป็นกลุ่มคาร์บอกซิล ( −COOH ) เช่น การเปลี่ยนโทลูอีนเป็นกรดเบนโซอิกในที่สุด การเกิดออกซิเดชันของกลุ่มเมทิลจะให้โปรตอนและคาร์บอนไดออกไซด์ดังที่เห็นในการเผาไหม้

ดีเมทิลเลชัน (การถ่ายโอนกลุ่มเมทิลไปยังสารประกอบอื่น) เป็นกระบวนการทั่วไป และรีเอเจนต์ที่ผ่านปฏิกิริยานี้เรียกว่าตัวแทนเมทิลเลชัน ตัวแทนเมทิลเลชันทั่วไป ได้แก่ไดเมทิลซัลเฟตเมทิลไอโอไดด์และเมทิลไตรแฟลตมีเทน อเจ เน ซิส ซึ่งเป็นแหล่งกำเนิดก๊าซธรรมชาติ เกิดขึ้นจากปฏิกิริยาดีเมทิล เลชัน ^[8]ร่วมกับยูบิควิตินและฟอสโฟรีเลชัน เมทิลเลชันเป็นกระบวนการทางชีวเคมีหลักในการปรับเปลี่ยนหน้าที่ของโปรตีน^[9] สาขาเอพิเจเนติกส์มุ่งเน้นไปที่อิทธิพลของเมทิลเลชันต่อการแสดงออกของยีน^[10]

กลุ่มเมทิลบางกลุ่มสามารถถูกดีโปรตอนได้ ตัวอย่างเช่น ความเป็นกรดของกลุ่มเมทิลในอะซิโตน ( (CH ₃ ) ₂ CO ) มี ค่าความเป็นกรดมากกว่ามีเทนประมาณ 10-20 ^เท่าคาร์เบนไอออน ที่ได้ เป็นสารตัวกลางที่สำคัญในปฏิกิริยาต่างๆ มากมายในการสังเคราะห์สารอินทรีย์และการสังเคราะห์ทางชีวภาพกรดไขมันถูกผลิตขึ้นด้วยวิธีนี้

เมื่อวางใน ตำแหน่ง เบนซิลิกหรืออัลลิลิกความแข็งแรงของ พันธะ C−Hจะลดลง และปฏิกิริยาของกลุ่มเมทิลจะเพิ่มขึ้น การแสดงออกอย่างหนึ่งของปฏิกิริยาที่เพิ่มขึ้นนี้คือคลอรีนเคมีโฟโตเคมีของกลุ่มเมทิลในโทลูอีนเพื่อให้ได้เบนซิลคลอไรด์ [ ^11]

ในกรณีพิเศษที่ไฮโดรเจนหนึ่งตัวถูกแทนที่ด้วยดิวทีเรียม (D) และไฮโดรเจนอีกตัวหนึ่งถูกแทนที่ด้วยทริเทียม (T) ตัวแทนเมทิลจะกลายเป็นไครัล [ ^12]มีวิธีการผลิตสารประกอบเมทิลบริสุทธิ์ทางแสง เช่นกรดอะซิติกไค รัล (กรดดิวทีโรไตรโตอะซิติกCHDTCO ₂ H ) ผ่านการใช้กลุ่มเมทิลไครัลได้มีการวิเคราะห์ กระบวนการ สเตอริโอเคมีของ การเปลี่ยนแปลง ทางชีวเคมี หลายๆ แบบ ^[13]

กลุ่มเมทิลอาจหมุนรอบ แกน R−Cซึ่งเป็นการหมุนอิสระในกรณีที่ง่ายที่สุด เช่นเมทิลคลอไรด์ ในรูปก๊าซ CH ₃ Clในโมเลกุลส่วนใหญ่ ส่วนที่เหลือ R จะทำลาย สมมาตร C _∞ของ แกน R−Cและสร้างศักย์V ( φ ) ที่จำกัดการเคลื่อนที่อิสระของโปรตอนทั้งสาม สำหรับกรณีจำลองของเอธานอลCH ₃ CH ₃จะกล่าวถึงเรื่องนี้ภายใต้ชื่อกำแพงเอธานอลในเฟสที่ควบแน่น โมเลกุลข้างเคียงก็มีส่วนสนับสนุนศักย์เช่นกัน การหมุนของกลุ่มเมทิลสามารถศึกษาได้โดยใช้การกระเจิงนิวตรอนแบบยืดหยุ่นเล็กน้อย [ ^14]

นักเคมีชาวฝรั่งเศสJean-Baptiste DumasและEugene Peligotได้กำหนดโครงสร้างทางเคมีของเมทานอล และได้นำ " เมทิลีน " มาจากภาษากรีก μέθυ ( methy ) ซึ่งแปลว่า "ไวน์" และὕλη ( hȳlē ) ซึ่งแปลว่า "ไม้ ผืนต้นไม้" เพื่อเน้นย้ำถึงต้นกำเนิดของคำว่า "แอลกอฮอล์ที่ทำจากไม้ (สาร)" ^{[15] [16]}คำว่า "เมทิล" ได้มาในราวปี พ.ศ. 2383 จากการเรียบเรียงใหม่จากคำว่า "เมทิลีน" และต่อมาก็ถูกนำมาใช้เพื่ออธิบาย "เมทิลแอลกอฮอล์" (ซึ่งตั้งแต่ พ.ศ. 2435 เรียกว่า " เมทานอล ")

เมทิลเป็น คำ ศัพท์ทางเคมีอินทรีย์ตามระบบ IUPACที่ใช้เรียก โมเลกุล แอลเคน (หรืออัลคิล) โดยใช้คำนำหน้าว่า "เมท-" เพื่อระบุการมีอยู่ของคาร์บอนเพียงตัวเดียว

• อาโดเมท
• เมทิลเลชั่น