Anar al contingut

Compost de organoazufre

De L'Enciclopèdia, la wikipedia en valencià
Archiu:OrganosulfurLogo.svg
Enllaç covalente carbono - sofre, típic dels composts organosulfurados.

Els composts organosulfurados o composts de organoazufre són composts orgànics que contenen àtoms de sofre enllaçats a àtoms de carbono. A sovint s'associen en males olors, pero molts dels composts més dolços coneguts són derivats organosulfurados. La naturalea és rica en composts organosulfurados puix el sofre és essencial per a la vida. Dos dels vint aminoàcits comunes són composts organosulfurados. Els combustibles fòssils, carbó, petròleu i gas natural, que són derivats de materials pertanyents a organismes vius antics, necessàriament contenen composts organosulfurados, l'eliminació dels quals és un objectiu important de les refineria de petròleu.

El sofre pertany al grup 16 de la taula periòdica (anfígenos o calcógenos) junt en l'oxigen, i s'espera que els composts organosulfurados tinguen similituts en els composts que contenen enllaces carbono-oxigen, lo que és cert fins a cert punt.

Un anàlisis químic clàssic per a la detecció de composts de sofre és el método de Carius.

Classes de composts organosulfurados

[editar | editar còdic]
Classes de organosulfurados Eixemples
Fòrmula general Grup de substàncies Número Fòrmula estructural Nomene
R–SH Alcanotioles[1] −II Archiu:Ethanethiol.svg Etanotiol[1]
Ar–SH Tiofenol[1] −II Archiu:Thiophenol.svg Tiofenol[1]
R–S–R' Sulfur (o Tioéter)[2] −II Archiu:Ethyl methyl sulfide.svg Etilmetilsulfuro
R–S–S–R' Disulfuros[3] −I Archiu:4-Nitrophenyl disulfide.svg 4,4'-Dinitrodifenildisulfuro
R–SO–OH Àcit sulfínico[4] +II Archiu:Ethanesulfinic acid.svg Àcit etanosulfínico
R–SOO–OH Àcit sulfónico[5] +IV Archiu:1-Propanesulfonic acid.svg Àcit propanosulfónico
R–SOO–X Derivat d'àcit sulfónico[6][7] +IV Archiu:Benzene sulfochloride.svg Clorur de bencenosulfonilo[8]
R–SO–R' Sulfóxido[9] 0 Archiu:Dimethylsulfoxid.svg Dimetilsulfóxido[10]
R–SOO–R' Sulfona[10] +II Archiu:Diethyl sulfone.svg Dietilsulfona
R–S–OH Àcit sulfénico[11] 0 Archiu:Hydroxysulfanylethane.svg Àcit etanosulfénico
R–O–SO3H Alquilsulfatos[12] +VI Archiu:Sulfovinic acid.svg Etanilsulfato
R–O–SO2–O–R' Dialquilsulfatos +VI Archiu:Dimethyl sulfate.svg Dimetilsulfato[13]
R2N–CS–R'2 Tioureas[14] Archiu:Thioharnstoff.svg Tiourea[14]

Els composts organosulfurados es classifiquen segons el grup funcional que conté l'àtom de sofre, com s'indica en la taula. Apareixen en orde decreixent de la seua ocurrència.

Tioéteres, tioésteres, tioacetales

[editar | editar còdic]

Estos composts es caracterisen per contindre enllaços C-S-C[15][16] En comparació als enllaços C-C, els enllaços C-S són més llarcs, ya que l'àtom de S és major que el de carbono, i un 10% més dèbils. Les llongituts d'enllaç típiques en els composts de sofre són de 183 pm per a l'enllaç S-C en el metanotiol i 173 pm, en el tiofeno. l'energia de dissociació d'enllaç C-S és de 89 kcal/mol (370 kJ/mol) per al tiometano en comparació a 100 kcal/mol (420 kJ/mol) per al metà i quan l'hidrogen és reemplaçat per un grup metilo l'energia es reduïx en 73 kcal/mol (305 kJ/mol)[17] l'enllace carbono-oxigen simple posseïx menor llongitut d'enllaç que l'enllaç C-C. Les energies de dissociació d'enllaç del sulfur de dimetilo i del dimetiléter són, respectivament, 73 i 77 kcal/mol (305 i 322 kJ/mol).


Els tioéteres es preparen habitualment per alquilación de tioles. També es poden preparar a través d'un reordenamiento de Pummerer. En una reacció anomenada reacció de Ferrario, el feniléter es convertix en fenoxatiína per acció del sofre elemental i del clorur d'alumini.[18]

Archiu:Ferrario reaction.svg
Reacció de Ferrario.

Els tioacetalés i els tiocetalés mostren la característica seqüència d'enllaços C-S-C-S-C. Representen una subclasse de tioéteres. Els tioacetales són útils en el umpolung (inversió de reactivitat) dels grups carbonilo.

Els tioésterés tenen una estructura general R-CO-S-R. Estan relacionats en els éster regulars, pero són més reactius.

Els tiofenos representen una classe especial de tioéteres que són aromàtics. l'estabilisació per resonància del tiofeno és de 29 kcal/mol (121 kJ/mol) en comparació als 20 kcal/mol (84 kJ/mol) per a l'anàlec en àtoms d'oxigen (furanos). La raó d'esta diferència és la major electronegatividad de l'oxigen que desplaça electrons cap a sí mateixa a costa de l'anell aromàtic. No obstant, com sustituyente aromàtic el grup tio és menys efectiu com grup d'activació que el grup alcoxi.

Tioles, disulfuros, polisulfuros

[editar | editar còdic]

Els tioles contenen el grup funcional R-SH. Els tioles són estructuralment similars als alcoholés, pero estes funcions són molt diferents en les seues propietats químiques. Els tioles són més nucleofílicos, més àcits, i es oxidan en major facilitat. Esta acidea pot variar en unes 5 unitats de pKa.[19]

La diferència en l'electronegatividad entre el sofre (2,58) i l'hidrogen (2,20) és chicoteta i per lo tant, els enllaços d'hidrogen en els tioles no són significatius. Els tioles alifáticos formen monocapas d'or, que són d'actual importància en nanotecnología.

Certs tioles aromàtics poden ser obtinguts per mig d'una reacció de Herz.

l'Enllaç disulfuro R-S-S-R en un enllaç covalente sofre - sofre és important para entrecreuat: en bioquímica per al plegat i l'estabilitat d'algunes proteïnes, i en química d'polímero per a la reticulación del caucho.

També són conegudes cadenes més llargues d'àtoms de sofre, com en el producte natural varacina, que conté un inusual anell de pentatiepina (cadena de 5 àtoms de sofre ciclados sobre dos àtoms de carbono contigus d'un anell de benceno).

Tiocetonas, tioaldehídos i composts relacionats

[editar | editar còdic]

Els composts en doble enllaç entre el carbono i el sofre (C=S) són relativament poc comunes, pero són composts importants el disulfuro de carbono, el sulfur de carbonilo i el tiofosgeno. Les tiocetonas (RC(=S)R') són poc comuns en sustituyentes llogue, pero un eixemple és la tiobenzofenona. Els tioaldehídos són encara més rars, reflectint la seua falta de protecció estérica (el tioformaldehído existix com un trímer cíclico). Les tioamidas, de fòrmula R1C(=S)N(R2)R3 són més comuns. Per lo general són preparades per reacció de amidas en reactiu de Lawesson.

Composts que contenen dobles enllaços C = S existixen en l'iluro de sulfonio, per eixemple, en la reacció de Johnson-Corey-Chaykovsky.

Triple enllaços entre carbono i sofre

[editar | editar còdic]

Els triples enllaços entre el sofre i el carbono són rars en els sulfaalquinos i es poden trobar en el monosulfuro de carbono (CS)[20] i s'han sugerit per als composts F3CCSF3[21][22] i F5SCSF3.[23] El compost HCSOH també es presenta com a posseïdor d'un triple enllaç formal.[24]

Àcits tiocarboxílicos i tioamidas

[editar | editar còdic]

Els àcits tiocarboxílicos (RC(O)SH) i els àcit ditiiocarboxílicos (RC(S)SH) són ben coneguts. Són estructuralment similars als àcit carboxílics, pero presenten més ácidez. Les tioamidas són anàlogues a les amidas.

Àcits sulfónicos, éster, amidas

[editar | editar còdic]

Els àcits sulfónicos tenen el grup funcional RS(=O)2OH.[25] Són àcits forts que són típicament solubles en dissolvents orgànics. Àcit sulfónicos com l'àcit trifluorometanosulfónico són reactius d'us freqüent en química orgànica. Les sulfamidas són sulfonamidas derivades per mig de sulfonación aromàtica.

Sulfuranos i persulfuranos

[editar | editar còdic]

Els sulfuranos són un grup funcional relativament especialisat per ser tetravalents, per tant, són composts hipervalentes de sofre,[26] de fòrmula SR4[27] i d'igual forma, els persulfuranos són hexavalentes, de fòrmula SR6. Els persulfuranos en tots els sustituyentes orgànics han segut coneguts per ser els composts més pesats del grup dels calcógenos, per eixemple, el compost anàlec hexametilpertelurano (Et(Em)6) va ser descobert en 1990[28] per reacció de tetrametiltelurio en difluoruro de xenón en Et(Em)2)F2 seguit de reacció en dietilzinc. L'anàlec de sofre, hexametilpersulfurano SMe6, s'ha previst que siga estable[29] pero no ha segut sintetisat encara.

El primera persulfurano en tots els sustituyentes orgànics que va ser sintetisat en un laboratori té dos lligants metilo i dos bifenilo:[30]

Archiu:AllCarbonPersulfurane.svg
Persulfurano en tots els sustituyentes orgànics.


Es prepara a partir del corresponent sulfurano 1 en difluoruro de xenón/ trifluoruro de bor en acetonitrilo per a donar el dicatión sulfuranilo 2 seguit de reacció en metillitio en tetrahidrofurano per a donar un persulfurano (estable) 3 com isòmer cis. La difracció de rajos X mostra que la llongitut de l'enllaç C - S oscila entre 189 i 193 pm (més llarc que la llongitut de l'enllaç estàndar) en l'àtom central de sofre en una geometria molecular octaèdrica distorsionada.

Experiments in silico sugerixen que estos enllaços són molt polars en càrregues negatives parcials sobre el carbono.

Composts naturals organosulfurados

[editar | editar còdic]

No tots els composts organosulfurados són contaminants malolientes. Composts com l'alicina i l'ajoeno són responsables de l'olor del all, i la lentionina contribuïx al sabor dels foncs shiitake. Molts d'estos productes naturals també tenen importants propietats medicinals tals com a prevenció de l'agregació de les plaquetes o en la lluita contra el càncer.


Referències

[editar | editar còdic]
  1. 1,0 1,1 1,2 1,3 Siegfried Hauptmann: Organische Chemie, 2. Auflage, VEB Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie, Leipzig 1985, S. 473−476, ISBN 3-342-00280-8.
  2. Siegfried Hauptmann: Organische Chemie, 2. Auflage, VEB Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie, Leipzig 1985, S. 477−479, ISBN 3-342-00280-8.
  3. Hans Beyer und Wolfgang Walter: Organische Chemie, S. Hirzel Verlag, Stuttgart, 1984, S. 144, ISBN 3-7776-0406-2.
  4. Siegfried Hauptmann: Organische Chemie, 2. Auflage, VEB Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie, Leipzig 1985, S. 480−481, ISBN 3-342-00280-8.
  5. Siegfried Hauptmann: Organische Chemie, 2. Auflage, VEB Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie, Leipzig 1985, S. 480−487, ISBN 3-342-00280-8.
  6. Àcit sulfónicos i els seus derivats. En: Tractat de química orgànica. F. Klages. Editorial Reverté. ISBN 8429173153. Pág. 763
  7. Siegfried Hauptmann: Organische Chemie, 2. Auflage, VEB Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie, Leipzig 1985, S. 484−485, ISBN 3-342-00280-8.
  8. Siegfried Hauptmann: Organische Chemie, 2. Auflage, VEB Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie, Leipzig 1985, S. 485, ISBN 3-342-00280-8.
  9. Siegfried Hauptmann3: Organische Chemie, 2. Auflage, VEB Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie, Leipzig 1985, S. 479−480, ISBN 3-342-00280-8.
  10. 10,0 10,1 Hauptmann, p.3
  11. Siegfried Hauptmann9: Organische Chemie, 2. Auflage, VEB Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie, Leipzig 1985, S. 485, ISBN 3-342-00280-8.
  12. Hans Beyer und Wolfgang Walter: Organische Chemie, S. Hirzel Verlag, Stuttgart, 1984, S. 235−236, ISBN 3-7776-0406-2.
  13. Hans Beyer und Wolfgang Walter: Organische Chemie, S. Hirzel Verlag, Stuttgart, 1984, S. 137, ISBN 3-7776-0406-2.
  14. 14,0 14,1 Siegfried Hauptmann: Organische Chemie, 2. Auflage, VEB Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie, Leipzig 1985, S. 471−472, ISBN 3-342-00280-8.
  15. Organic chemistry IUPAC Blue Book. Rules C-5: Compounds Containing Bivalent Sulfur http://www.acdlabs.com/iupac/nomenclature/79/r79_25.htm
  16. Organic chemistry IUPAC Blue Book. Recommendation R-5.7.1.3.4 Thiocarboxylic and thiocarbonic [enllaç trencat]
  17. Handbook of Chemistry and Physics, 81st Edition CRC Press ISBN 0-8493-0481-4
  18. Organic Syntheses, Coll. Vol. 2, p.485 (1943); Vol. 18, p.64 (1938). Enllaç
  19. R. J. Cremlyn “An Introduction to Organosulfur Chemistry” John Wiley and Sons: Chichester (1996). ISBN 0 471 95512 4.
  20. doi:10.1021/cr00084a003
  21. [Nomenclature Rules C-5: Compounds Containing Bivalent Sulfur]doi:10.1002/anie.198401501
  22. doi:10.1021/ja00050a027
  23. doi:10.1002/anie.198815341
  24. doi:10.1002/anie.200903969
  25. Organic chemistry IUPAC Blue Book.C-6 Sulfur Halides, Sulfoxides, Sulfones, and Sulfur Acids and Their Derivatives http://www.acdlabs.com/iupac/nomenclature/79/r79_26.htm
  26. El sofre habitualment és divalente. Fonaments de tecnologia química. V Hopp. Editorial Reverté, 1984. ISBN 8429172459. Pág.18
  27. Per eixemple, el bis[2,2,2-trifluoro-1-fenil-1-(trifluorometil)etoxi]difenilsulfurano. Organic Syntheses, Coll. Vol. 6, p.163 (1988); Vol. 57, p.22 (1977) Link [1] archivat en Wayback Machine..
  28. Synthesis and characterization of hexamethyltellurium(VI) Latif Ahmed, John A. Morrison J. Am. Chem. Soc.; 1990; 112(20); 7411-7413. Abstract
  29. The S6 Point Group Conformers of the Hexamethylchalcogens: Em6S, Em6Es, Em6Et Fowler, J. E.; Schaefer, H. F., III; Raymond, K. N. Inorg. Chem.; (Article); 1996; 35(2); 279-281. 10.1021/ic940240d doi: 10.1021/ic940240d
  30. Isolation and Molecular Structure of the Organo-persulfuranes [12-S-6(C6)] Sato, S.; Matsunaga, K.; Horn, E.; Furukawa, N.; Nabeshima, T. J. Am. Chem. Soc.; (Communication); 2006; 128(21); 6778-6779. doi:10.1021/ja060497i