CH38 – Organické deriváty síryMgr. Aleš Chupáč, RNDr. Yvona Pufferová

Gymnázium, Havířov-Město, Komenského 2, p.o.

Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.

Tato prezentace vznikla na základě řešení projektu OPVK, registrační číslo: CZ.1.07/1.1.24/01.0114 s názvem „PODPORA CHEMICKÉHO A FYZIKÁLNÍHO

VZDĚLÁVÁNÍ NA GYMNÁZIU KOMENSKÉHO V HAVÍŘOVĚ“

Soubor prezentací: CHEMIE PRO III. ROČNÍK GYMNÁZIA

SULFONOVÉ KYSELINY = SULFOKYSELINY

• organické kyseliny deriváty uhlovodíků, které obsahují ve své struktuře charakteristickou skupinu = sulfoskupinu –SO3H

R S O H

O

O

SULFONACE = ZAVÁDĚNÍ SKUPINY –SO3H

činidlo: koncentrovaná H2SO4, oleum nebo SO3

H2SO4

H2O+

SULFONACE - ELEKTROFILNÍ SUBSTITUCE

• elektrofilní částice E reaguje s elektrony aromatického systému molekuly arenu vzniká -komplex

• přesmyk -komplexu na -komplex (E poutána k uhlíkovému atomu aromatického jádra – jádro ztrácí aromatický charakter)

• odštěpení H+ (reaguje s HSO4- za vz. H2SO4) z atomu uhlíku,

k němuž je vázán E - obnoví se aromatický charakter

SULFONOVÉ KYSELINY = NÁZVOSLOVÍ

• substituční názvy: • zakončení sulfonová kyselina (pokud je skupinou hlavní)• předponou sulfo - (pokud je skupinou vedlejší)

• CH3SO3H – kyselina methansulfonová• C6H5SO3H – kys. benzensulfonová• C6H4OHSO3H – kys.fenolsulfonová• C12H25C6H5SO3H – kys.dodecylbenzensulfonová• 3- sulfobenzoová kyselina ………………………………

SO3H

FYZIKÁLNÍ VLASTNOSTI

• bezbarvé, krystalické látky

• velmi dobře rozpustné ve vodě

• hygroskopické

• z vodných roztoků se získávají vysolováním např. s NaCl

.

PŘÍPRAVA

a) alkansulfonových kyselin:oxidace alkanůR – H + SO2 + ½ O2 R – SO3H (kat. V2O5)oxidace thiolůR – SH + 3 O R – SO3H (ox. č. HNO3)

b) arensulfonových kyselin: sulfonace aromatických sloučenin

REAKTIVITA

• jsou silnější než karboxylové kyseliny( silná polarizace skupiny –OH vlivem kladného náboje síry)

• vodík ve vodném roztoku odštěpován (disociace): R-SO3H + H2O -> R-SO3

- + H3O+

• s alkalickými hydroxidy reagují za vzniku solí: H3C-SO3H + NaOH -> H3C-SO3Na + H2O

(kyselina methansulfonová ) (methylsulfonan sodný)

SULFONYLCHLORIDY = DŮLEŽITÉ FUNKČNÍ DERIVÁTY

Příprava chloridů sulfonových kyselin:• reakce kyseliny nebo soli s chloridem fosforečným R – SO3H + PCl5 R – SO2 – Cl + POCl3 + HCl

R – SO2 – ONa + PCl5 R – SO2 – Cl + POCl3 + NaCl • sulfochlorace = reakce alkanu s oxidem siřičitým a chlorem za

světla (SR) R – H + SO2 + Cl2 R - SO2Cl + HCl

• U aromatických – reakce s kyselinou chlorosírovou (SE)SO2Cl

H2SO4

HOSO2Cl+ + HCl

SULFONAMIDY = FUNKČNÍ DERIVÁTY

• chemoterapeutika (toxické pro patogenní mikroorganismy), náhrada či podpora antibiotik

NH2

S O

OH

O

NH2

S OO

NH2

NH2

S OO

Cl

NH3

- HCl

++ PCl5

- POCl3- HCl

POUŽITÍ

• výroba tenzidů (povrchově aktivních látek) – sodné soli sulfonových kyselin

• výroba vodorozpustných barev (fenolsulfonové a naftol - sulfonové kyseliny)

obr. č. 1 Tenzidy

TENZIDY

• tenzidy – snižují povrchové napětí vody – nepolární konec se přichytí na nečistotu a ta se rozpustí ve vodě (díky polárnímu konci)

R SO3Na- +

nepolární část polární část

hydrofobní hydrofilní

ÚLOHA

Vyhledejte na internetových stánkách pojmy:• tenzidy• saponáty• detergenty a zpracuj na toto téma krátký referát.

THIOLY = THIOALKOHOLY (THIOFENOLY) = MERKAPTANY

obecná charakteristika:

• sirné obdoby alkoholů a fenolů, které obsahují sulfanylovou skupinu - SH

• Obecný vzorec R – SH

NÁZVOSLOVÍ

• pokud – SH je hlavní skupina koncovka – thiol• pokud – SH je vedlejší skupina předpona sulfanyl –

( dříve merkapto –)

• CH3CH2CH2CH2SH – butanthiol• HSCH2COOH – sulfanylethanová kys.

• C6H5SH – benzenthiol (ne thiofenol)

FYZIKÁLNÍ VLASTNOSTI

• methylthiol je plyn• nižší, alifatické thioly jsou kapaliny• v pevném skupenství se zpravidla jedná o bílé krystalické látky

• ve vodě téměř nerozpustné • velmi silně zapáchající látky• větší Mr než odpovídající alkoholy, ale nižší tv (síra má malou

schopnost vytvářet vodíkové můstky)

CHEMICKÉ VLASTNOSTI

• podléhají podobným reakcím jako alkoholy• silnější kyseliny než odpovídající alkoholy → slabší báze → silnější nukleofil (>SN než SE)

• podléhají neutralizacím za vzniku solí: THIOLÁTY CH3CH2CH2SH + NaOH CH3CH2CH2SNa + H2O propanthiol propanthiolát sodný

• snadná oxidace disulfidy sulfonové kyseliny

a) mírnými ox. činidly (vzduch, I2 ) oxidací mírnými oxidačními činidly vznikají disulfidy

thiofenol difenyldisulfid

2 CH3-CH2-SH + I2 CH3-CH2-S-S-CH2CH3 + 2 HIethanthiol diethyldisulfid

SH1/2+ O2

- H2O2 S S

OXIDACE

OXIDACE

b) silnými oxidačními činidly (např. HNO3)vznikají sulfonové kyseliny

kyselina benzensulfonová

kyselina ethansulfonová

SH SO3HHNO3

HNO3CH3CH2SH CH3CH2SO3H

VÝROBA

• reakcí odpovídajícího alkoholu se sulfanem H2S v kyselém prostředí (katalyzátor oxid hlinitý)

CH3OH + H2S → CH3SH + H2O

VÝSKYT

• způsobují charakteristický pach mléka, mléčných výrobků,• zápach česneku (allylthiol) a cibule (propan-1-thiol) • sekrety žláz skunkovitých šelem (3-methylbutan-1-thiol)• methylthiol vzniká v zažívacím

traktu savců rozkladem proteinů při trávení• vyskytují se v ropě, uhlí a kondenzátu zemního plynu• v energetice způsobují thioly problémy svou přítomností

ve skládkovém plynu a bioplynu. • charakteristický zápach u nesprávně skladovaných vín, který

má za následek jejich znehodnocení

VÝZNAM

• ethanthiol využití k odorizaci zemního plynu, (který je

v čistém stavu bez zápachu a tvoří se vzduchem výbušnou směs)

• butanthiol – v sekretech tchoře

obr.č.2 Tchoř

SULFIDY

• organické sloučeniny, v nichž jsou na atomu síry vázány dva uhlovodíkové substituenty

• sirné analogy etherů • Obecný vzorec R – S – R´ např. CH3-S-CH3 dimethylsulfid

C6H5 – S – CH3 fenyl(methyl)sulfid

FYZIKÁLNÍ VLASTNOSTI

• ostře páchnoucí kapaliny

• teploty varu ve srovnání s ethery vyšší

• ve vodě nerozpustné

• rozpustné v ethanolu a diethyletheru

REAKCE - OXIDACE

1. mírnými ox. činidly (jodistany) - vznikají sulfoxidy

ethylmethylsulfid ethylmethylsulfoxid

2. peroxidem vodíku - vznikají sulfoxidy a při přebytku peroxidu vznikají sulfony

3. silnými ox. činidly (HNO3) - vznikají sulfony

CH3 S CH2CH3

NaIO4CH3 S

O

CH2CH3

H2O2CH3 S

O

CH2CH3

O

H2O2CH3 S

O

CH2CH3CH3 S CH2CH3

HNO3CH3 S

O

CH2CH3

O

CH3 S CH2CH3 ethylmethylsulfon

VÝZNAM A POUŽITÍ

• diallyl sulfid CH2 = CH – CH2 – S – CH2 – CH = CH2

obsažen v cibulové a česnekové silici

• 2,2´- dichlordiethylsulfid (yperit) hustá olejovitá kapalina, bojová chemická látka vyvolávající na

pokožce puchýře Cl – CH2 – CH2 – S – CH2 – CH2 – Cl

obr.č. 3 Účinky yperitu

ÚLOHA

• Vyhledej informace o původu, vlastnostech a účincích yperitu. Využij: http://cs.wikipedia.org/wiki/Yperit

• Zpracuj jako krátký referát

Obrázky [1] [online]. [cit. 2013-03-20]. Dostupné z http://www.infovek.sk/predmety/chemia/externe/majka/

cistiaceprostr.gif [2] [online]. [cit. 2013-03-20]. Dostupné z http://www.nasepriroda.cz/incimgs2/npr

-201001-0005_05_5.jpg [3] [online]. [cit. 2013-03-20]. Dostupné z http://cs.wikipedia.org/wiki/Yperit

LiteraturaKLOUDA, Pavel. ANNA JANECZKOVÁ. Organická chemie. druhé. Ostrava: Pavel Klouda, 2001. ISBN 80-

86369-04-8.

Použité informační zdroje

Tato prezentace vznikla na základě řešení projektu OPVK, registrační číslo: CZ.1.07/1.1.24/01.0114 s názvem „PODPORA CHEMICKÉHO A

FYZIKÁLNÍHO VZDĚLÁVÁNÍ NA GYMNÁZIU KOMENSKÉHO V HAVÍŘOVĚ“

Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.