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硫醇

2021-02-26 12:09:48

硫醇(Thiol)是包含巯基官能团(-SH)的一类非芳香化合物,是一类有机硫化合物。可以看成中的原子被原子替换。

结构和成键

硫醇中,硫原子为不等性sp杂化态,两个单电子占据的sp杂化轨道分别与烃基碳和氢形成σ键,还有两对孤对电子占据另外的两个sp杂化轨道。由于硫的3s和3p轨道形成的杂化轨道比氧的2s和2p轨道形成的杂化轨道大,故C-S和S-H键分别比C-O和O-H键长。在甲硫醇中C-S和S-H键键长分别为0.182 nm和0.134 nm,都比甲醇中的C-O和O-H键长大。∠CSH则为96°,小于∠COH。

硫的电负性比氧小,所以硫醇的偶极矩也比相应的醇小。

物理性质

除甲硫醇在室温下为气体外,其他硫醇均为液体或固体。硫醇分子间有偶极吸引力,但小于醇分子间的偶极吸引力,且硫醇分子间无明显的氢键作用,也无明显的缔合作用。因此,硫醇的沸点比分子量相近的烷烃高,比分子量相近的醇低,与分子量相近的硫醚相似。

硫醇与水间不能很好地形成氢键,所以硫醇在水中的溶解度比相应的醇小得多。常温下,乙硫醇在水中的溶解度仅为1.5g/100mL。

低级的硫醇有强烈且令人厌恶的气味,乙硫醇的臭味尤其明显,所以常用乙硫醇作为天然气中的警觉剂,用以警示天然气泄漏。不过随着分子量的增加,硫醇的臭味渐弱,九碳以上的硫醇则有令人愉快的气味。

化学性质

资料专题:硫醇化学性质

制取

硫醇可通过卤代烃与硫氢化钠(或其他碱金属硫氢盐)起SN2反应得到:

 RX+NaSH →C2H5OH RSH+NaX{\displaystyle \mathrm{\ RX+NaSH\{\xrightarrow{C_{2}H_{5}OH}}\ RSH+NaX}}

生成的硫醇与硫氢盐进一步反应,产生硫醇盐:

 RSH+HS−Na+⇌RS−Na++H2S{\displaystyle \mathrm{\ RSH+HS^{-}Na^{+}\rightleftharpoons RS^{-}Na^{+}+H_{2}S}}

不过硫醇盐中的烃硫负离子是很强的亲核试剂,易与卤代烷反应生成副产物硫醚

 RS−+RX→RSR+X−{\displaystyle \mathrm{\ RS^{-}+RX\to RSR+X^{-}}}

所以必须使用过量的硫氢盐以避免副反应的发生。

硫醇也可通过二硫化物(R-S-S-R')还原得到。还原剂可以是氢化铝锂、液氨中的金属锂,或锌加酸(如乙酸)。

 R−S−S−R′→RSH+HSR′{\displaystyle \mathrm{\ R-S-S-R'\to RSH+HSR'}}

另外,用硫脲与卤代烃反应,生成S-烷基异硫脲盐,后者易水解生成尿素和硫醇,也是实验室制备硫醇的常用的方法,反应产率高。

 RX+H2NC(=S)NH2→RSC(=NH2+X−)NH2 →H2O/NaOH RSH+H2NCONH2{\displaystyle \mathrm{\ RX+H_{2}NC(=S)NH_{2}\to RSC(=NH_{2}^{+}X^{-})NH_{2}\{\xrightarrow{H_{2}O/NaOH}}\ RSH+H_{2}NCONH_{2}}}

例子

参考文献

参见

  • 化学主题
  • 硫酚,酚的含硫类似物
  • 硫醚,硫醇的烃化产物