Βικιπαίδεια

Θειιράνιο

χημική ένωση

Το θειιράνιο[5] (αγγλικά thiirane) είναι οργανική ετεροκυκλική χημική ένωση, που περιέχει άνθρακα, υδρογόνο και θείο, με μοριακό τύπο C2H4S, αν και συνήθως παριστάνεται με το γραμμικό του τύπο (Θειιράνιο). Είναι ο απλούστερος ετεροκυκλικός θειαιθέρας. Το χημικά καθαρό θειιράνιο, στις κανονικές συνθήκες περιβάλλοντος, δηλαδή σε θερμοκρασία 25°C και υπό πίεση 1 atm, είναι ανοικτοκίτρινο, εύφλεκτο δύσοσμο υγρό.

Θειιράνιο
Γενικά
Όνομα IUPAC Θειιράνιο
Άλλες ονομασίες Επιθειαιθάνιο
Αιθυλενοσουλφίδιο
Θειακυκλοπροπάνιο
Χημικά αναγνωριστικά
Χημικός τύπος C2H4S
Μοριακή μάζα 60,118 ± 0,007 amu
Σύντομος
συντακτικός τύπος
Αριθμός CAS 420-12-2
SMILES S1CC1
InChI 1S/C2H4S/c1-2-3-1/h1-2H2
Αριθμός EINECS 206-993-9
Αριθμός RTECS KX3500000
Αριθμός UN 1992
PubChem CID 9865
ChemSpider ID 9481
Δομή
Διπολική ροπή 1,66 D[1]
2,34 D[2]
1,84 D[3]
Μοριακή γεωμετρία τριγωνική ως προς C-C-S.
Ισομέρεια
Ισομερή θέσης 2
Αιθενοθειόλη
Αιθανοθειάλη
Φυσικές ιδιότητες
Σημείο τήξης -109°C
Σημείο βρασμού 56°C
Πυκνότητα 1.010 kg/m³
Δείκτης διάθλασης ,
nD		 1,495 (20 °C)
Τάση ατμών 28,6 kPa (20 °C)
Εμφάνιση ανοικτοκίτρινο υγρό
Χημικές ιδιότητες
Ελάχιστη θερμοκρασία
ανάφλεξης		 10 °C
Επικινδυνότητα
Εύφλεκτο (F)
Τοξικό
Διαβρωτικό
LD50 178 mg/kg[4]
Κίνδυνοι κατά
NFPA 704

4
3
3
 
Εκτός αν σημειώνεται διαφορετικά, τα δεδομένα αφορούν υλικά υπό κανονικές συνθήκες περιβάλλοντος (25°C, 100 kPa).

Δομικά, το μόριό του αποτελείται από έναν τριμελή (και επομένως τριγωνικό) δακτύλιο, που περιέχει δύο (2) άτομα άνθρακα και ένα (1) άτομο θείου. Κάθε άτομο άνθρακα συνδέεται με το άλλο άτομο άνθρακα, το άτομο οξυγόνου, και επιπλέον με δύο (2) άτομα υδρογόνου. Λόγω του τριμελούς δακτυλίου, έχει υψηλή «ενέργεια τάσης δεσμών», όπως και ανάλογα μόρια, όπως για παράδειγμα του κυκλοπροπανίου, του οξιρανίου και της αζιριδίνης. Η υψηλή ενέργεια συνεπάγεται σχετικά εύκολες αντιδράσεις κυκλοπροσθήκης-1,3, με θραύση του ενός δεσμού C-S.

Ισομέρεια Επεξεργασία

Με βάση χημικό τύπο του (C2H4S) έχει δύο (2) ισομερή θέσης, την αιθανοθειάλη και την ελάσσονα ταυτομερή της αιθενοθειόλη.

«Μητρικό» και «θυγατρικά» θειιράνια Επεξεργασία

Το θειιράνιο είναι η «μητρική ένωση» για μια σειρά «θυγατρικών» του παραγώγων , που μαζί με τη «μητρική ένωση», ονομάζονται συλλήβδην «θειιράνια».

Μέθοδοι παραγωγής Επεξεργασία

Από 1,3-διοξολαν-2-όνη Επεξεργασία

Το θειιράνιο μπορεί να παραχθεί με χημική αντίδραση 1,3-διοξολαν-2-όνης και θειοκυανιούχου καλίου[6]. Για το σκοπό αυτό, το θειοκυανιούχο κάλιο πριν από τη χρήση τήκεται υπό κενό, για να αφαιρεθεί από αυτό όλη η υγρασία (που τυχόν) περιέχει:

     

Από 2-υδροθειαιθανόλη Επεξεργασία

Το θειιράνιο μπορεί να παραχθεί, επίσης, από 2-υδροθειαιθανόλη και φωσγένιο[1]:

   

Από οξιράνιο Επεξεργασία

1. Το θειιράνιο μπορεί, τέλος, να παραχθεί από οξιράνιο και κάποιο θειοκυανιούχο άλας, όπως το θειοκυανιούχο κάλιο, που χρησιμοποιείται όπως στην παραπάνω μέθοδο[1]:

     

2. Εναλλακτικά, μπορεί να χρησιμοποιηθεί και η θειουρία ως πηγή θείου[7]:

 

Δομή, φυσικές και φασματοσκοπικές ιδιότητες Επεξεργασία

Τα μήκη δεσμών στο θειιράνιο είναι τα ακόλουθα: C-C: 149 pm και C-S: 162 pm. Οι δεσμικές γωνίες του είναι, αντίστοιχα SCC: 66° και CSC: 65°. Η διπολική ροπή του μορίου ανέρχεται σε 1,66 D. Τα μεθυλενικά πρωτόνια στη φασματοσκοπία μαγνητικού πυρηνικού συντονισμού συντονίζονται στα 2,4 δ, ενώ τα αντίστοιχα στο διμεθυλοθειαιθέρα συντονίζονται στα 2,6 δ. Το φάσμα μαζών του δίνει τα ακόλουθα ιονικά θραύσματα: C2H3+ και CH≡S+[1].

Χημικές ιδιότητες και παράγωγα Επεξεργασία

Το θειιράνιο είναι λιγότερο σταθερό από το οξιράνιο και πολυμερίζεται εύκολα, με διάνοιξη του δακτυλίου του, ακόμη και με την παραμονή του στο σκοτάδι. Γενικά, δίνει αντιδράσεις κυκλοπροσθήκης, όπως και το οξιράνιο, αλλά με μικρότερες αποδόσεις, λόγω ταυτόχρονου πολυμερισμού του[8]. Η γενική μορφή της αντίδρασης κυκλοπροσθήκης ενός αντιδραστηρίου της μορφής AZ (όπου Z το πυρηνόφιλο τμήμα του αντιδραστηρίου) στο θειιράνιο είναι η ακόλουθη:

   

Χρήσιμη θεωρείται η αντίδραση κυκλοπροσθήκης αμινών (RNH2) σε θειιράνιο, εφαρμογή της παραπάνω γενικής αντίδρασης για A = Η και Z = RNH, που δίνει 2-αλκυλαμιναιθανοθειόλες (RNHCH2CH2SH), που είναι χρήσιμες πρόδρομες ύλες για χηλικές ενώσεις[9]:

   

Μπορεί να γίνει και προσθήκη του θειιρανίου σε ιμίνη. Για παράδειγμα με επίδραση θειιρανίου σε ιμιδαζόλη έχουμε την αντίδραση[10]:

 

Το θειιράνιο, όμως, δίνει και άλλα είδη αντίδρασης, όπως είναι η αντίδραση απόσπασης θείου από τριφαινυλοφωσφίνη (PPh3), με αποτέλεσμα την παραγωγή αιθενίου[8]:

   

Πηγές Επεξεργασία

  1. Παπαγεωργίου, Β.Π., Εφαρμοσμένη Οργανική Χημεία, Εκδόσεις Παρατηρητής, Θεσσαλονίκη 2005, ISBN 960-260-342-7
  2. SCHAUM'S OUTLINE SERIES, «ΟΡΓΑΝΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ», Μτφ. Α. Βάρβογλη, 1999
  3. «Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας» Ν. Α. Πετάση 1982
  4. Αναστάσιου Βάρβογλη, «Χημεία Οργανικών Ενώσεων», Παρατηρητής, Θεσσαλονίκη 1991
  5. Καραγκιοζίδη Σ. Πολυχρόνη, «Ονοματολογία Οργανικών Ενώσεων στα Ελληνικά & Αγγλικά» Β΄ Έκδοση Θεσσαλονίκη 1991
  6. Νικολάου Ε. Αλεξάνδρου, «Γενική Οργανική Χημεία», Εκδόσεις Ζήτη, Θεσσαλονίκη 1985
  7. Δημητρίου Ν. Νικολαΐδη, «Ειδικά Μαθήματα Οργανικής Χημείας», ΑΠΘ, θεσσαλονίκη 1983
  8. Νικολάου Ε. Αλεξάνδρου, Αναστάσιου Βάρβογλη, Φαίδωνα Χατζημηχαλάκη, «Εργαστηριακός Οδηγός», Εκδόσεις Ζήτη, Θεσσαλονίκη 1986
  9. Νικολάου Ε. Αλεξάνδρου, Αναστάσιου Βάρβογλη, Δημητρίου Ν. Νικολαΐδη: «Χημεία Ετεροκυκλικών Ενώσεων», Εκδόσεις Ζήτη, Θεσσαλονίκη 1985
  10. Διαδικτυακοί τόποι που αναφέρονται στις «Αναφορές και παρατηρήσεις».

Παραπομπές Επεξεργασία

  1. ↑ 1,0 1,1 1,2 1,3 Νικολάου Ε. Αλεξάνδρου, Αναστάσιου Βάρβογλη, Δημητρίου Ν. Νικολαΐδη: «Χημεία Ετεροκυκλικών Ενώσεων», Εκδόσεις Ζήτη, Θεσσαλονίκη 1985, §2.2., σελ. 20
  2. ↑ (en) Grant N. Merrill, Uri Zoller, Dana R. Reed et Stevens R. Kass, « The Formation and Characterization of Three-Membered Ring Carbanions in the Gas Phase: An Experimental and Theoretical Investigation of the Conjugate Bases of Thiirane, Thiirane S-Oxide, and Thiirane S,S-Dioxide », Journal of Organic Chemistry, vol. 64, no 20,‎ 1999, p. 7395-7406 (DOI 10.1021/jo9906227)
  3. ↑ (en) A.A. Scala, M.G. Caputo et D. Billings, « Structural effects on the rates of the ion molecule reactions of organic heterocycles », Journal of Heterocyclic Chemistry, vol. 23, no 4,‎ 2009, p. 1027-1030 (DOI 10.1002/jhet.5570230412)
  4. ↑ Datenblatt Ethylene sulfide bei Sigma-Aldrich, abgerufen am 24. April 2011 (PDF).
  5. ↑ Δείτε τις εναλλακτικές ονομασίες στον παρακείμενο πίνακα πληροφοριών χημικής ένωσης.
  6. ↑ Searles, S.; Lutz, E. F.; Hays, H. R.; Mortensen, H. E. (1973), Ethylene Sulfide, Org. Synth.; Coll. Vol. 5: 562
  7. ↑ J. F. Olin, F. B. Dains in: J. Am. Chem. Soc. 1930, 52, 3322–3327. doi:10.1021/ja01371a047
  8. ↑ 8,0 8,1 Νικολάου Ε. Αλεξάνδρου, Αναστάσιου Βάρβογλη, Δημητρίου Ν. Νικολαΐδη: «Χημεία Ετεροκυκλικών Ενώσεων», Εκδόσεις Ζήτη, Θεσσαλονίκη 1985, §2.2., σελ. 21
  9. ↑ R. J. Cremlyn “An Introduction to Organosulfur Chemistry” John Wiley and Sons: Chichester (1996). ISBN 0-471-95512-4.
  10. ↑ M. D. Rozwadowska, A. Sulima in: Tetrahedron 2001, 57, 3499–3506. doi:10.1016/S0040-4020(01)00224-1


Ανακτήθηκε από "https://el.wikipedia.org/w/index.php?title=Θειιράνιο&oldid=9102488"