organosulfur化合物
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organosulfur化合物,也拼作有机硫磺化合物,也叫有机硫化合物有机物质的一个子类硫它们以其不同的种类和不同寻常的性质而闻名。它们存在于多样化的地点,包括在星际空间,在热的酸性火山内部,在海洋深处。Organosulfur化合物发生在所有生物体内的某种基本形式氨基酸(如半胱氨酸,胱氨酸,甲硫氨酸的组成部分蛋白质)表示三肽谷胱甘肽,以及酶、辅酶维生素,激素.
典型的生物含有干重2%的硫。辅酶A,生物素,硫胺氯(维生素B1), α-硫辛酸,胰岛素,催产素、硫酸多糖,固氮固氮酶只是重要的天然含硫化合物的几个例子。某些简单的有机硫化合物,如硫醇,即使浓度极低,人类和大多数高等动物也会感到厌恶;它们被多种动物用作防御性分泌物,并在与受污染的空气和水有关的令人不快的气味中出现,特别是由于使用富含硫的物质而产生的气味化石燃料.然而,在食品中发现的相关类型的有机硫化合物大蒜洋葱,韭菜,韭菜,西兰花,卷心菜,萝卜,芦笋,蘑菇,芥末,松露,咖啡,菠萝是嗅觉和味觉愉悦的来源。
芥子气,或二(β-氯乙基)硫化物,(ClCH2CH2)2S是一种有效的化学战剂,而其他硫化合物,如磺胺(一种磺胺药物),青霉素,头孢菌素是有价值的抗生素.合成有机硫化合物包括聚砜,惰性聚合物用于宇航员的透明面罩;聚噻吩,具有类似金属的导电能力的材料;农业化学品杀虫剂、有机溶剂等二甲亚砜, CH3.(= O) CH3.,二硫化碳,计算机科学2;染料;润滑油成分;食品添加剂;以及用来制造人造丝.在化学研究中,有机硫化合物是广泛用于合成新化合物的重要试剂。一个全球硫循环存在天然有机硫化合物与无机化合物相互转化硫化或硫酸离子。硫化物或硫酸盐离子也可以在自然界中由单质硫形成。
的硫原子
之间的区别化学硫化合物和其他常见的杂原子有机化合物(即有机化合物包含其他元素碳[C]和氢[H],如氧气[O]和氮[N]),主要是由于硫是第三周期元素的成员,采用3年代, 3p,有时3d轨道比更紧凑的轨道大得多年代和2p第二周期元素,如氧和氮的轨道。轨道越大,意味着外层价电子被更松散地持有,进一步远离正核荷的影响。如此松散电子据说更极化,使它们在反应过程中更容易和更早地与亲电伙伴进行成键相互作用,而在较轻的元素中,成键相互作用需要伙伴原子的近距离接近。此外,在质子氢成键溶剂等水而且醇,硫比较轻的杂原子更弱溶剂化。在这些溶剂中,较重的杂原子,如硫增强尽管较轻的杂原子形成了更强的化学键,但与较轻的杂原子相比,其亲核性是由于其较高的极化率和较低的溶剂化作用(溶剂化壳在达到过渡态时必须被破坏)。因此,二价硫化合物,如硫醇(含- sh基团)和硫化物(含- s -基团),很容易与之结合重金属离子,比如银(Ag),汞(Hg),引领(Pb)和镉(Cd)。的确,另一种说法是硫醇硫醇(源自拉丁语mercurium克菌丹,意思是“抓住水银”),反映了硫醇在治疗中的使用汞中毒.二价硫与金属之间的相互作用离子铁(铁),钼(Mo),锌(锌),铜(Cu)是至关重要的近年——例如,细胞色素C的硫甲硫氨酸与血红素中的铁相协调;铁硫蛋白,其中半胱氨酸硫与铁结合;以及含钼酶,其中一些涉及二硫酸盐(双硫)辅因子。
比较硫化合物的特征(电子分布)是有用的年代22年代22p63.年代23.p4)与氧气,它位于硫的正上方元素周期表(电子分布1年代22年代22p4),以及较重的硫科成员,硒(电子分布1年代22年代22p63.年代23.p64年代23.d104p4),它位于硫的正下方。有结构上的相似性,例如,醇(R-OH)、硫醇(R-SH)和硒醇(R-SeH)之间,氢过氧化物(R-OOH)、亚磺酸(R-SOH)和硒酸(R-SeOH)之间醚类(R-O-R),硫化物(R-S-R)和硒化物(R-Se-R)之间酮(电阻-电容(= O) - r)、硫酮(电阻-电容(= S) - r),和selenoketones(电阻-电容(= Se) - r),两者之间过氧化物(R-OO-R),二硫化(R-SS-R),二硒烯(R-SeSe-R),以及两者之间钖(右3.O+),锍(右3.年代+)和硒离子盐(R3.Se+),其中R为一般碳基,如:,甲基, CH3.乙基C2H5.
这些相关化合物的性质有显著差异。例如,硫醇更强一些酸因为S-H键比O-H键弱,而且与氧相比,较大的硫原子能更好地分散所产生的负电荷。出于同样的原因,硒醇是比硫醇更强的酸。同时,SH氢键氢键比OH氢键弱得多,其结果是硫醇更容易挥发,并且具有更低的沸点例如,甲硫醇为6°C(43°F),而甲硫醇为66°C(151°F)甲醇.和酒精相比醚类,低分子硫醇和硒醇以及硫化物和硒化物具有非常令人不快和令人讨厌的气味,尽管人们的感觉气味因为不愉快或愉快有时会随着特定事物的集中程度而变化复合.二硫化物和二硒化物比过氧化物稳定得多,而磺和硒离子盐比氧离子盐反应性低得多;同时,简单thiocarbonyl(C=S)和硒羰基(C=Se)化合物比简单的反应性强得多羰基(C = O)化合物。在羰基化合物的同系物的情况下,反应性的差异归因于碳和硫双键(碳2)轨道大小的较差匹配p硫3p)或碳硒双键(碳2p硒4p2 .答案:bp碳氧双键的轨道。
硫和硒都有能力形成化合物,其中这些元素的原子具有更高的价;这些化合物在氧化学中没有对应物。以硫为例,一些例子是亚砜(右2S=O,通常写成R2所以),砜类(右2(= O)2,通常写成R2所以2),磺酸酸(RSO3.H),oxosulfonium盐(右3.年代+= O)。类似物上述硫化合物中也存在硒。这些价态较高的硫(或硒)化合物通过包含3d(或4d)轨道,氧不存在,以及其他因素与硫和硒比氧更大的尺寸有关。与硫相比,硒的键长、键弱、极化程度高,导致两种元素的化合物性质和反应存在差异。
有机硫化合物分析
除了可用于所有类别有机化合物的常规分析方法外(看到分析),某些程序反映具体特征的硫磺。在质谱仪中,有机硫化合物经常产生强分子离子其中电荷主要集中在硫上。硫的存在是由硫-34 (34S)同位素峰值,含量的4.4%32以天然同位素形式有机结合的硫33S可以直接由核磁共振(NMR)光谱学,尽管低自然丰度(0.76%)和小的磁和核四极矩使分析更加困难质子(1H)或碳-13 (13C).原油中有机硫化合物的含量石油低至十亿分之十或更低可能有有害的对金属催化作用或可能引起难闻的气味。这些非常低的硫含量检测使用气与硫化学发光,化合光或具有高灵敏度的原子发射探测器,在存在其他化合物的情况下探测硫化合物。