Dimetilsulfóxido - Dimethyl sulfoxide

Dimetilsulfóxido
Dimetilsulfoxid.svg
Fórmula estéreo estrutural de dimetilsulfóxido com um par de elétrons explícito e dimensões variadas
Modelo Spacefill de dimetilsulfóxido
Amostra de Dimetilsulfóxido 01.jpg
Uma amostra de dimetilsulfóxido
Nomes
Nome IUPAC preferido
(Metanossulfinil) metano
Nome IUPAC sistemático
(Metanossulfinil) metano (substitutivo)
Dimetil (óxido) enxofre (aditivo)
Outros nomes
Methylsulfinylmethane
metil sulfóxido
Identificadores
Modelo 3D ( JSmol )
Abreviações DMSO, Me2SO
506008
ChEBI
ChEMBL
ChemSpider
DrugBank
ECHA InfoCard 100.000.604 Edite isso no Wikidata
Número EC
1556
KEGG
Malha Dimetil + sulfóxido
Número RTECS
UNII
  • InChI = 1S / C2H6OS / c1-4 (2) 3 / h1-2H3 VerificaY
    Chave: IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N VerificaY
  • InChI = 1 / C2H6OS / c1-4 (2) 3 / h1-2H3
    Chave: IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYAR
  • CS (= O) C
  • CS (C) = O
Propriedades
C 2 H 6 O S
Massa molar 78,13  g · mol −1
Aparência Líquido incolor
Densidade 1.1004  g⋅cm −3
Ponto de fusão 19 ° C (66 ° F; 292 K)
Ponto de ebulição 189 ° C (372 ° F; 462 K)
Miscível
Solubilidade em éter dietílico Insolúvel
Pressão de vapor 0,556 milibares ou 0,0556 kPa a 20 ° C
Acidez (p K a ) 35
1,479
ε r = 48
Viscosidade 1.996 cP a 20 ° C  
Estrutura
C s
Trigonal piramidal
3,96 D 
Farmacologia
G04BX13 ( OMS ) M02AX03 ( OMS )
Perigos
Riscos principais Irritante e inflamável
Ficha de dados de segurança Veja: página de dados
Oxford MSDS
Frases R (desatualizado) R36 / 37/38
Frases S (desatualizado) S26 , S37 / 39
NFPA 704 (diamante de fogo)
1
2
0
Ponto de inflamação 89 ° C
Compostos relacionados
Sulfóxidos relacionados
Sulfóxido de dietil
Compostos relacionados
Página de dados suplementares
Índice de refração ( n ),
constante dielétricar ), etc.

Dados termodinâmicos
Comportamento da fase
sólido-líquido-gás
UV , IR , NMR , MS
Exceto onde indicado de outra forma, os dados são fornecidos para materiais em seu estado padrão (a 25 ° C [77 ° F], 100 kPa).
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Referências da Infobox

Dimetil sulfóxido ( DMSO ) é um composto organossulfurado com a fórmula ( CH 3 ) 2 S S . Este líquido incolor é um importante solvente polar aprótico que dissolve compostos polares e apolares e é miscível em uma ampla gama de solventes orgânicos, bem como em água. Tem um ponto de ebulição relativamente alto. O DMSO tem a propriedade incomum de muitas pessoas perceberem um gosto parecido com o do alho na boca após o contato com a pele.

Em termos de estrutura química, a molécula idealizou a simetria do C s . Ele tem uma geometria molecular piramidal trigonal consistente com outros compostos S (IV) de três coordenadas, com um par de elétrons não ligado no átomo de enxofre aproximadamente tetraédrico .

Síntese e produção

Foi sintetizado pela primeira vez em 1866 pelo cientista russo Alexander Zaytsev , que relatou suas descobertas em 1867. Dimetilsulfóxido é produzido industrialmente a partir de dimetilsulfeto , um subproduto do processo Kraft , por oxidação com oxigênio ou dióxido de nitrogênio .

Reações

Reações com eletrófilos

O centro de enxofre no DMSO é nucleofílico para eletrófilos moles e o oxigênio é nucleofílico para eletrófilos rígidos. Com iodeto de metila forma iodeto de trimetilsulfoxônio , [(CH 3 ) 3 SO] I:

(CH 3 ) 2 SO + CH 3 I → [(CH 3 ) 3 SO] I

Este sal pode ser desprotonado com hidreto de sódio para formar o ileto de enxofre :

[(CH 3 ) 3 SO] I + NaH → (CH 3 ) 2 S (CH 2 ) O + NaI + H 2

Acidez

Os grupos metil do DMSO são apenas fracamente ácidos, com a p K a = 35 . Por esta razão, as basicidades de muitos compostos orgânicos fracamente básicos foram examinadas neste solvente.

A desprotonação de DMSO requer bases fortes como diisopropilamida de lítio e hidreto de sódio . A estabilização do carbanião resultante é fornecida pelo grupo S (O) R. O derivado de sódio do DMSO formado desta forma é referido como dimsil sódio . É uma base, por exemplo, para a desprotonação de cetonas para formar enolatos de sódio , sais de fosfônio para formar reagentes de Wittig e sais de formamidínio para formar diaminocarbenos . É também um nucleófilo potente.

Oxidante

Na síntese orgânica , o DMSO é usado como um oxidante suave, conforme ilustrado pela oxidação de Pfitzner-Moffatt e pela oxidação de Swern .

Ligando e base de Lewis

Relacionado à sua capacidade de dissolver muitos sais, o DMSO é um ligante comum na química de coordenação . Ilustrativo é o complexo diclorotetraquis (dimetilsulfóxido) rutênio (II) (RuCl 2 (dmso) 4 ). Neste complexo, três ligantes DMSO são ligados ao rutênio por meio de enxofre. O quarto DMSO é ligado por meio de oxigênio. Em geral, o modo ligado ao oxigênio é mais comum.

Em soluções de tetracloreto de carbono, o DMSO funciona como uma base de Lewis com uma variedade de ácidos de Lewis, como I 2 , fenóis , cloreto de trimetilestanho , metaloporfirinas e o dímero Rh 2 Cl 2 (CO) 4 . As propriedades do doador são discutidas no modelo ECW . A força relativa do doador de DMSO em relação a uma série de ácidos, em comparação com outras bases de Lewis, pode ser ilustrada por gráficos CB .

Formulários

Solvente

A destilação de DMSO requer vácuo parcial para atingir um ponto de ebulição inferior.

DMSO é um solvente polar aprótico e é menos tóxico do que outros membros desta classe, como dimetilformamida , dimetilacetamida , N -metil-2-pirrolidona e HMPA . O DMSO é freqüentemente usado como solvente para reações químicas envolvendo sais, principalmente reações de Finkelstein e outras substituições nucleofílicas . Também é amplamente utilizado como extratante em bioquímica e biologia celular. Como o DMSO é apenas fracamente ácido, ele tolera bases relativamente fortes e, como tal, tem sido amplamente utilizado no estudo de carbânions . Um conjunto de valores de pKa não aquosos ( acidez CH, OH, SH e NH) para milhares de compostos orgânicos foi determinado em solução de DMSO.

Devido ao seu alto ponto de ebulição, 189 ° C (372 ° F), o DMSO evapora lentamente à pressão atmosférica normal. As amostras dissolvidas em DMSO não podem ser recuperadas tão facilmente em comparação com outros solventes, pois é muito difícil remover todos os vestígios de DMSO por evaporação rotativa convencional . Uma técnica para recuperar totalmente as amostras é a remoção do solvente orgânico por evaporação seguida pela adição de água (para dissolver o DMSO) e criodessecação para remover o DMSO e a água. As reações conduzidas em DMSO são frequentemente diluídas com água para precipitar ou separar as fases dos produtos. O ponto de congelamento relativamente alto do DMSO, 18,5 ° C (65,3 ° F), significa que na ou logo abaixo da temperatura ambiente ele é um sólido, o que pode limitar sua utilidade em alguns processos químicos (por exemplo, cristalização com resfriamento).

Em sua forma deuterada ( DMSO- d 6 ), é um solvente útil para espectroscopia de NMR , novamente devido à sua capacidade de dissolver uma ampla gama de analitos, a simplicidade de seu próprio espectro e sua adequação para estudos espectroscópicos de NMR de alta temperatura . As desvantagens do uso do DMSO- d 6 são sua alta viscosidade, que amplia os sinais, e sua higroscopicidade , que leva a uma ressonância H 2 O esmagadora no espectro de 1 H-NMR. Muitas vezes é misturado com CDCl 3 ou CD 2 Cl 2 para menor viscosidade e pontos de fusão.

O DMSO é usado como solvente em testes de drogas in vitro e in vivo .

O DMSO também é usado para dissolver compostos de teste na descoberta de drogas in vitro e em programas de triagem de design de drogas (incluindo programas de triagem de alto rendimento ). Isso ocorre porque ele é capaz de dissolver compostos polares e não polares , pode ser usado para manter soluções de estoque de compostos de teste (importante quando se trabalha com uma grande biblioteca química ), é prontamente miscível com água e meios de cultura de células e tem um alto ponto de ebulição ponto (isto melhora a precisão das concentrações do composto de teste, reduzindo a evaporação à temperatura ambiente). Uma limitação do DMSO é que ele pode afetar o crescimento e a viabilidade da linha celular (com baixas concentrações de DMSO, às vezes estimulando o crescimento celular, e altas concentrações de DMSO, às vezes inibindo ou matando células).

O DMSO também é usado como veículo em estudos in vivo de compostos de teste. Foi, por exemplo, utilizado como um co-solvente para auxiliar a absorção do glicosídeo de flavonol Icariin no verme nematóide Caenorhabditis elegans . Tal como acontece com seu uso em estudos in vitro , o DMSO tem algumas limitações em modelos animais . Podem ocorrer efeitos pleiotrópicos e, se os grupos de controle DMSO não forem planejados cuidadosamente, os efeitos do solvente podem ser erroneamente atribuídos ao medicamento em perspectiva. Por exemplo, mesmo uma dose muito baixa de DMSO tem um poderoso efeito protetor contra lesão hepática induzida por paracetamol (paracetamol) em camundongos.

Além do acima, o DMSO está encontrando um uso crescente em processos de fabricação para produzir dispositivos microeletrônicos. É amplamente utilizado para remover fotoresiste em telas TFT-LCD de 'tela plana' e aplicações de embalagem avançadas (como embalagem em nível de wafer / padronização de solda). O DMSO também é um decapante eficaz , sendo mais seguro do que muitos outros, como o nitrometano e o diclorometano .

Biologia

O DMSO é usado na reação em cadeia da polimerase (PCR) para inibir estruturas secundárias no molde de DNA ou nos primers de DNA . É adicionado à mistura de PCR antes de reagir, onde interfere na auto-complementaridade do DNA, minimizando reações interferentes.

O DMSO em uma reação de PCR é aplicável para plasmídeos superenrolados (para relaxar antes da amplificação) ou modelos de DNA com alto conteúdo de GC (para diminuir a termoestabilidade ). Por exemplo, a concentração final de 10% de DMSO na mistura de PCR com Phusion diminui a temperatura de anelamento do primer (isto é, temperatura de fusão do primer) em 5,5–6,0 ° C (9,9–10,8 ° F).

É bem conhecido como um pára-raios reversível do ciclo celular na fase G1 das células linfóides humanas.

O DMSO também pode ser usado como um crioprotetor , adicionado ao meio celular para reduzir a formação de gelo e, assim, prevenir a morte celular durante o processo de congelamento. Aproximadamente 10% podem ser usados ​​com um método de congelamento lento, e as células podem ser congeladas a −80 ° C (−112 ° F) ou armazenadas em nitrogênio líquido com segurança.

Em cultura de células, o DMSO é usado para induzir a diferenciação de células de carcinoma embrionário P19 em cardiomiócitos e células do músculo esquelético.

Medicina

O uso de DMSO na medicina data de cerca de 1963, quando uma equipe da Escola de Medicina da Oregon Health & Science University , chefiada por Stanley Jacob , descobriu que ele podia penetrar na pele e em outras membranas sem danificá-las e poderia transportar outros compostos para um sistema biológico. Na medicina, o DMSO é predominantemente utilizado como analgésico tópico , veículo para aplicação tópica de fármacos, antiinflamatório e antioxidante . Como o DMSO aumenta a taxa de absorção de alguns compostos através dos tecidos biológicos , incluindo a pele , ele é usado em alguns sistemas de liberação transdérmica de drogas . Seu efeito pode ser potencializado com a adição de EDTA . Freqüentemente, é combinado com medicamentos antifúngicos, permitindo que eles penetrem não apenas na pele, mas também nas unhas dos pés e das mãos.

O DMSO foi examinado para o tratamento de várias condições e doenças, mas a Food and Drug Administration (FDA) dos EUA aprovou seu uso apenas para o alívio sintomático de pacientes com cistite intersticial . Um estudo de 1978 concluiu que o DMSO trouxe alívio significativo para a maioria dos 213 pacientes com distúrbios geniturinários inflamatórios estudados. Os autores recomendaram DMSO para condições inflamatórias geniturinárias não causadas por infecção ou tumor em que os sintomas eram graves ou os pacientes não responderam à terapia convencional.

Um gel contendo DMSO, dexpantenol e heparina é vendido na Alemanha e na Europa Oriental (comercializado sob a marca Dolobene) para uso tópico em entorses, tendinite e inflamação local.

Na radiologia intervencionista , o DMSO é utilizado como solvente para o álcool etileno vinílico no agente embólico líquido Onyx , que é utilizado na embolização , a oclusão terapêutica dos vasos sanguíneos.

Na criobiologia, o DMSO tem sido usado como crioprotetor e ainda é um importante constituinte das misturas de vitrificação crioprotetoras usadas para preservar órgãos, tecidos e suspensões celulares. Sem ele, até 90% das células congeladas se tornarão inativas. É particularmente importante no congelamento e armazenamento de longo prazo de células-tronco embrionárias e células-tronco hematopoiéticas , que muitas vezes são congeladas em uma mistura de DMSO 10%, um meio de congelamento e 30% de soro fetal bovino . No congelamento criogênico de linhagens de células heteroplóides (MDCK, VERO, etc.) uma mistura de 10% de DMSO com 90% de  EMEM (70% de EMEM + 30% de soro bovino fetal + mistura de antibióticos) é usada. Como parte de um transplante autólogo de medula óssea, o DMSO é reinfundido junto com as células-tronco hematopoéticas do próprio paciente .

O DMSO é metabolizado por desproporção em dimetilsulfeto e dimetilsulfona . Está sujeito à excreção renal e pulmonar. Um possível efeito colateral do DMSO é, portanto, a elevação do sulfeto de dimetila no sangue, que pode causar um sintoma de halitose transmitido pelo sangue .

Medicina alternativa

O DMSO é comercializado como um medicamento alternativo . Afirma-se que sua popularidade como cura alternativa deriva de um documentário de 60 minutos com um dos primeiros proponentes. No entanto, o DMSO é um ingrediente em alguns produtos listados pelo FDA dos EUA como curas falsas do câncer e o FDA tem travado uma batalha contínua com os distribuidores. Um desses distribuidores é Mildred Miller, que promoveu o DMSO para uma variedade de doenças e, consequentemente, foi condenada por fraude do Medicare .

O uso de DMSO como um tratamento alternativo para o câncer é de particular preocupação, pois demonstrou interferir com uma variedade de drogas quimioterápicas , incluindo cisplatina , carboplatina e oxaliplatina . Não há evidências suficientes para apoiar a hipótese de que o DMSO tem algum efeito, e a maioria das fontes concorda que seu histórico de efeitos colaterais quando testado justifica cautela ao usá-lo como suplemento dietético, para o qual é fortemente comercializado com a isenção de responsabilidade usual .

Medicina veterinária

O DMSO é comumente usado na medicina veterinária como um ungüento para cavalos , sozinho ou em combinação com outros ingredientes. No último caso, muitas vezes, a função pretendida do DMSO é como um solvente, para transportar os outros ingredientes através da pele. Também em cavalos, o DMSO é usado por via intravenosa, novamente sozinho ou em combinação com outras drogas. É usado sozinho para o tratamento do aumento da pressão intracraniana e / ou edema cerebral em cavalos.

Gosto

O sabor percebido do alho após o contato da pele com o DMSO pode ser devido à ativação não- lfatória dos receptores TRPA1 nos gânglios trigêmeos . Ao contrário do dissulfeto de dimetila e dialila (também com odores semelhantes ao alho), os monossulfuretos e tri- sulfetos (normalmente com odores desagradáveis) e outras estruturas semelhantes, o DMSO químico puro é inodoro.

Segurança

Toxicidade

O DMSO é um solvente não tóxico com uma dose letal média superior ao etanol (DMSO: LD 50 , oral, rato, 14.500 mg / kg; etanol: LD 50 , oral, rato, 7.060 mg / kg).

Os primeiros ensaios clínicos com DMSO foram interrompidos devido a dúvidas sobre sua segurança, especialmente sua capacidade de causar danos aos olhos. Os efeitos colaterais mais comumente relatados incluem dores de cabeça e queimação e coceira em contato com a pele. Fortes reações alérgicas foram relatadas. O DMSO pode fazer com que contaminantes, toxinas e medicamentos sejam absorvidos pela pele, o que pode causar efeitos inesperados. Acredita-se que o DMSO aumente os efeitos de anticoagulantes, esteróides, medicamentos para o coração, sedativos e outras drogas. Em alguns casos, isso pode ser prejudicial ou perigoso.

Na Austrália, ele está listado como um medicamento da Tabela 4 (S4) , e uma empresa foi processada por adicioná-lo a produtos como conservante.

Como o DMSO penetra facilmente na pele , as substâncias dissolvidas em DMSO podem ser rapidamente absorvidas. A seleção de luvas é importante ao trabalhar com DMSO. São recomendadas luvas de borracha butílica , fluoroelastômero , neoprene ou de látex grossas (15 mil / 0,4 mm ) . Luvas de nitrilo , que são muito comumente usadas em laboratórios químicos, podem proteger de um contato breve, mas foi descoberto que se degradam rapidamente com a exposição ao DMSO.   

Em 9 de setembro de 1965, o The Wall Street Journal relatou que um fabricante do produto químico advertiu que a morte de uma mulher irlandesa após ser submetida a tratamento com DMSO para uma torção no pulso pode ter sido devido ao tratamento, embora nenhuma autópsia tenha sido feita, nem um relação causal estabelecida. A pesquisa clínica usando DMSO foi interrompida e não começou novamente até que a National Academy of Sciences (NAS) publicou descobertas em favor do DMSO em 1972. Em 1978, o FDA dos EUA aprovou o DMSO para o tratamento de cistite intersticial . Em 1980, o Congresso dos Estados Unidos realizou audiências sobre alegações de que o FDA demorou a aprovar o DMSO para outros usos médicos. Em 2007, o FDA dos EUA concedeu a designação de "via rápida" em estudos clínicos do uso de DMSO na redução do inchaço do tecido cerebral após lesão cerebral traumática . A exposição ao DMSO para desenvolver cérebros de camundongos pode produzir degeneração cerebral. Essa neurotoxicidade pode ser detectada em doses tão baixas quanto 0,3  mL / kg, um nível excedido em crianças expostas ao DMSO durante o transplante de medula óssea .

O DMSO descartado em esgotos também pode causar problemas de odor em efluentes municipais: bactérias de águas residuais transformam o DMSO sob condições hipóxicas (anóxicas) em sulfeto de dimetila (DMS) que tem um odor forte e desagradável, semelhante a repolho podre. No entanto, o DMSO quimicamente puro é inodoro devido à falta de ligações CSC ( sulfeto ) e CSH ( mercaptano ). A desodorização do DMSO é obtida removendo as impurezas odoríferas que ele contém.

Risco de explosão

O dimetilsulfóxido pode produzir uma reação explosiva quando exposto a cloretos de acila ; a uma temperatura baixa, essa reação produz o oxidante para a oxidação de Swern .

O DMSO pode se decompor à temperatura de ebulição de 189 ° C à pressão normal, possivelmente levando a uma explosão. A decomposição é catalisada por ácidos e bases e, portanto, pode ser relevante em temperaturas ainda mais baixas. Uma reação forte a explosiva também ocorre em combinação com compostos de halogênio, nitretos de metal, percloratos de metal, hidreto de sódio, ácido periódico e agentes de fluoração.

Veja também

  • Oxidação variável de enxofre
    • Dimetilsulfeto (DMS), o sulfeto correspondente, também produzido pelo fitoplâncton marinho e emitido para a atmosfera oceânica onde é oxidado a DMSO, SO 2 e sulfato
    • Dimetilsulfona, comumente conhecida como metilsulfonilmetano (MSM), um produto químico relacionado frequentemente comercializado como suplemento dietético
  • Compostos relacionados com metil em oxigênio
  • Gloria Ramirez , também conhecida como a "Mulher Tóxica"

Referências

links externos