Неорганическая
Органическая
Коллоидная
Биологическая
Биохимия
Токсикологическая
Экологическая
Химическая энциклопедия
Советская энциклопедия
Справочник по веществам
Гетероциклы
Теплотехника
Углеводы
Квантовая химия
Моделирование ХТС
Номенклатура
Таблица Менделеева
Неорганические реакции
Органические реакции
Молярные массы
Форматирование формул
Редактор формул
Уравнивание реакций
Электронное строение атомов
Игра «Таблица Менделеева»
Термодинамические свойства
Конвертер величин
Гальванопара
Поиск репетиторов
Форум
Лекарства
Фармацевтика
Термины биохимии
Коды загрязняющих веществ
Стандартизация
Каталог предприятий


ТИОЛЫ

ТИОЛЫ (меркаптаны, тиоспирты), содержат в молекуле меркаптогруппу —SH (сульфгидрильную группу), непосредственно связанную с орг. радикалом. В статье рассмотрены алифатические и алициклические тиолы, об ароматических тиолах см. Тиофенолы.

Атом S в меркаптогруппе имеет гибридизацию, промежуточную между sp2 и sp3; длины связей, напр., для СН3SН(нм) 0,1817 (С—S), 0,1329 (S—H), угол CSH 96,5°. Энергия связи S—H 360 кДж/моль. Группа SH обладает слабым отрицат. индукционным и положит. мезомерным эффектами; константы Гаммета sмета 0,25, shara 0,15. Кислотные св-ва ее выше, а основные ниже, чем группы ОН.

Названия тиолов производят прибавлением к названию соответствующего углеводорода суффикса "тиол", напр. СН3SН-метантиол, С6Н11SН -циклогексантиол.

Низшие алифатические тиолы обладают резким неприятным запахом, к-рый обнаруживается при очень низких концентрациях (до 2·10-9 мг/л). Тиолы кипят при более низких т-рах, чем их кислородные аналоги, что обусловлено меньшей склонностью к самоассоциации (см. табл.).


4114-33.jpg

В разб. р-рах тиолы существуют в виде мономеров, а в более концентрированных-в виде димеров преим. линейного строения благодаря образованию водородных связей S—H...S; в жидком и твердом состоянии могут образовывать полимеры.

Для тиолов характерна линейная зависимость термодинамич. величин от мол. массы. Энергия диссоциации связи С—SH в тиолах для: CH3SH 293,3; C2H5SH 289,1; C3H7SH 284,9; mpem-C4H9SH 272,35 кДж/моль. Для CH3SH потенциал ионизации 9,44 эВ, с удлинением цепи понижается. В ИК спектрах тиолов присутствует характеристич. полоса 2572 см-1, соответствующая валентным колебаниям группы SH; в спектрах комбинац. рассеяния характеристич. частоты 703, 1428 и 2572 см-1. В спектре ПМР хим. сдвиг (d) протона группы SH 1-2 м.д.; электроноакцепторные заместители смещают сигнал в более слабое поле.

Тиолы-слабые к-ты, рКа 10-11 (25 °С, вода), кислотность с удлинением и разветвлением алифатич. цепи понижается, при введении электроноакцепторных заместителей повышается. Для замещенных метантиолов RCH2SH значения рКа коррелируют с индукц. константами Тафта s*: рКа = = 10,22 - 3,50s*.

Хим. св-ва тиолов определяются наличием подвижного атома водорода и неподеленных пар электронов у атома S. Для тиолов характерна высокая нуклеофильность в сочетании с относительно низкой основностью. В качестве нуклеофилов тиолы замещают атомы или группы у насьпц. атома углерода, присоединяются к алкенам и алкинам.

Тиолы легко окисляются. При действии О2 в щелочной среде, иода, o-иодбензойной к-ты, алифатич. сульфоксидов, акти-вир. МnО2, Н2О2 и N2О4 образуются дисульфиды RSSR (в присут. металлов-Сu, Со, Ni-p-ция протекает по радикальному механизму); (СН3СОО)4Рb в спирте окисляет тиолы до сульфинатов RSOOCH3, галогены в водной среде-до сульфонилгалогенидов RSO2Hal, НКО3-до сульфокислот RSO3H.

В газовой фазе при 400 °С тиолы разлагаются на H2S и соответствующий олефин.

Гетеролитич. присоединение тиолов к активир. олефинам идет обычно в присут. оснований и протекает против правила Марковникова, для 1,1-диалкилэтиленов оно идет в присут. к-т и по правилу Марковникова, напр.:

4114-34.jpg

Против правила Марковникова присоединяются к олефинам также тиильные радикалы, генерируемые из тиолов под действием УФ облучения, в присут. пероксидов, диазосоед. и др.

Замещенные ацетилена реагируют с тиолами либо по правилу Марковникова, либо против него, напр.:

4114-35.jpg

Р-ция тиолов с ацетиленами стереоспецифична.

Взаимодействие тиолов с нитрилами в кислых средах приводит к иминотиоэфирам, напр.:

4114-36.jpg

При действии тиолов на альдегиды или кетоны в присут. кислых катализаторов образуются соответствующие тио-ацетали или тиокетали:

4114-37.jpg

Мн. р-ции тиолов протекают по ионному механизму с участием тиолат-анионов, обладающих сильными нуклеоф. св-вами. Тиолат-анионы генерируются из тиолов в р-рах NaOH, триэтаноламина, пиридина и др., а также образуются при взаимод. эфиров тиолов (напр., CH3COSR) с сильными основаниями в неводных средах либо при гидролизе тиомочевины.

Тиолат-анионы легко замещают атомы галогена (обычно Сl) в галогенидах В, Si, Sn, Ge, P, Мо и др., напр.:

4114-38.jpg

Р-ции тиолат-анионов с алкилхлоридами протекают в жидком NH3, с гексахлор- и гексафторбензолом - в среде этиленгликоля или пиридина (гексабромбензол с тиолат-анионами не реагирует), напр.:

4114-39.jpg

В основных или нейтральных средах тиолы расщепляют оксирановые или тиирановые циклы, напр.:

4114-40.jpg

Ацилирование тиолов в присут. оснований приводит к S-ациль-ным производным, напр.:

4114-41.jpg

При обработке тиолов нитрозирующими агентами (NOC1, HNO2) образуются неустойчивые тионитриты RSNO, обладающие характерной окраской (цветная проба на тиолы).

Осн. методы синтеза: 1) взаимод. NaSH или KSH с алкилирующими агентами [RI, ROSO3H, (RO)2SO2 и др.]. 2) Присоединение H2S к алкенам (ур-ние 1); в присут. катализаторов (металлы, оксиды или сульфиды металлов, к-ты, S) р-ция протекает по правилу Марковникова, при УФ облучении-против правила. 3) Пропускание паров спирта и H2S над ТhO2 или Аl2О3 (2); тиолы образуются также при взаимод. спиртов (обычно C4-C16) с P4S10 (выход выше 70%). 4) Для получения b-замещенных тиолов используют расщепление оксиранового цикла (или этиленимина) H2S (3) либо тииранового цикла разл. агентами (4).

4114-42.jpg

Тиолы могут быть получены также р-цией тиолкарбоновых к-т с алкенами или алкилгалогенидами с послед. гидролизом образующихся тиоэфиров (5); конденсацией алкилгалогенидов с тиомочевиной и далее щелочным гидролизом изо-тиурониевой соли (6) либо конденсацией алкилгалогени-дов с Na2S2O3 и кислотным гидролизом S-алкилтиосуль-фатов (т. наз. солей Бунте; см. Тиосульфаты органические) (7).

4115-1.jpg

Др. методы получения: взаимод. алкилгалогенидов с ксантогенатами щелочных металлов с послед. щелочным гидролизом или восстановлением LiAlH4 образующихся алкил-ксантогенатов (ур-ние 8), кислотный гидролиз или восстановление тритиокарбонатов (9); щелочной гидролиз дитио-карбаматов, получаемых взаимод. алкилхлоридов с N,N-диметилдитиокарбаматом Na (10); восстановление тионов, получаемых из кетонов и P4S10; восстановление диалкил-дисульфидов LiAlH4, NaBH4, Zn-Hg в H2SO4, PPh3 в CH3OH.

4115-2.jpg

В пром-сти низшие тиолы получают взаимод. спиртов с H2S в присут. катализаторов при 300-350 °С; трет-алкантиолы C8-C16-взаимод. непредельных углеводородов с H2S в присут. А12О3 при 100-135 °С и давлении 3,5-7 МПа. С 1982 начато пром. выделение низших тиолов из высокосернистого прир. газа.

Низшие тиолы (С23) используют в качестве одорантов топливных газов, для получения пестицидов (напр., пер-хлорметилмеркаптан CCl3SCl); метантиол-для произ-ва метионина; тиолы C8-C16-регуляторы полимеризации в произ-ве латексов, каучуков.

Тиолы, являющиеся ловушками для радикалов, используют для защиты от радиации и как антиокислители, напр. додекантиол—стабилизирующая добавка для каучуков.

Мировое произ-во тиолов 200 тыс. т/год (1986), из них CH3SH более 20 тыс. т/год, тиолов С28 и выше-более 100 тыс. т/год.

Лит.: Прилежаева E. H., Шостаковский М, F., "Успехи химии", 1963, т. 32, в. 8, с. 897-947; Общая органическая химия, пер. с англ., т. 5, М., 1983, с. 130-51; Большаков Г. Ф., Сераорганические соединения нефти, Новосиб., 1986; Houben-Weyl, Methoden der organischen Chemie, Bd 9, Stuttg., 1955; The chemistry of the Tiol Group, ed. by S. Patai, N. Y., 1974. Э. H. Дерягина.


Еще по теме:
___

     © ХиМиК.ру




Реклама   Обратная связь   Дизайн