Μεθανοθειόλη

Μεθανοθειόλη
Γενικά
Όνομα IUPAC	Μεθανοθειόλη
Άλλες ονομασίες	Μεθυλομερκαπτάνη Υδροθειομεθάνιο Θειαιθάνιο
Χημικά αναγνωριστικά
Χημικός τύπος	CH4S
Μοριακή μάζα	48,11 amu
Σύντομος συντακτικός τύπος	CH3SH
Συντομογραφίες	MeSH
Αριθμός CAS	74-93-1
SMILES	CS
Φυσικές ιδιότητες
Σημείο τήξης	-123 °C
Σημείο βρασμού	5,96 °C
Εμφάνιση	άχρωμο αέριο
Χημικες ιδιότητες
pKa	~10,4
Η κατάσταση αναφοράς είναι η πρότυπη κατάσταση (25°C, 1 Atm) εκτός αν σημειώνεται διαφορετικά

Φιάλη μεθανοθειόλης

Η μεθανοθειόλη ή μεθυλομερκαπτάνη ή υδροθειομεθάνιο ή θειαιθάνιο είναι ένα άχρωμο εύφλεκτο αέριο με χαρακτηριστική εξαιρετικά έντονη και δυσάρεστη οσμή σάπιου λάχανου. Είναι ένα φυσικό συστατικό που έχει βρεθεί (μεταξύ άλλων) στο αίμα, στον εγκέφαλο και σε άλλους ζωικούς και φυτικούς ιστούς. Απεκρίνεται με τα ζωικά περιττώματα. Περιέχεται φυσικά σε αρκετά τρόφιμα, όπως π.χ σε κάποιους ξηρούς καρπούς και τυριά. Είναι ένα από τα κύρια χημικά που είναι υπεύθυνα για το φαινόμενο της άσχημης αναπνοής και τη μυρωδιά του αερισμού από τον πισινό. Ο σύντομος συντακτικός τύπος της είναι CH₃SH και ανήκει στις θειόλες, που είναι οργανικά παράγωγα του υδροθείου. Σε υψηλές συγκεντρώσεις είναι εξαιρετικά τοξική. Ως ελάχιστο όριο ανίχνευσης της οσμής της αναφέρονται τα 2 ppb. Στις ΗΠΑ το μέγιστο επιτρεπόμενο όριο έκθεσης στη μεθανοθειόλη είναι 10 ppm.

Η μεθανοθειόλη συμπεριφέρεται ως ασθενές οξύ, με pK_a ~10,4. Αυτή η όξινη ιδιότητά της την κάνει να σχηματίζει άλατα με διαλυμένα σε νερό κατιόντα μετάλλων. Η Περιβαλλοντική Χημεία ασχολείται ιδιαίτερα με την έρευνα των επιπτώσεων τέτοιων επιδράσεων, τόαο στα θαλάσσια περιβάλλοντα, όσο και σε αυτά του στάσιμου γλυκού νερού, σε έλη και λίμνες.

Φυσική παρουσία

Η μεθανοθειόλη απελευθερώνεται από την αποσύνθεση οργανικής ύλης στα έλη και βρίσκεται στη λιθανθρακόπισσα, στο φυσικό αέριο και στο αργό πετρέλαιο, ορισμένων περιοχών.

Στο επιφανειακό θαλάσσιο νερό, η μεθανοθειόλη είναι ένα προϊόν αποσύνθεσης από άλγη του μεταβολίτη (διμεθυλοσουλφωνιο)προπανικό οξύ [DMSP, (CH₃)₂S⁺CH₃CH₂COO^-]. Τα θαλάσσια βακτήρια φαίνεται να αποσυνθέτουν το πρωτεϊνικό θείο σε DMSP και τελικά σε μεθανοθειόλη. Ωστόσο, η συγκέντρωση μεθανοθειόλης στο θαλάσσιο νερό είναι σχετικά μικρή, συνήθως, μικρότερη από 300 μmole/lit. Αυτό συμβαίνει, γιατί άλλα βακτηρίδια μετατρέπουν τη μεθανοθειόλη σε διμεθυλοθειαιθέρα (DMS, Me₂S), αν και το περισσότερο από αυτό παράγεται από άλλη ξεχωριστή μεταβολική οδό διάσπασης θειούχων οργανικών υλών. Τόσο η μεθανοθειόλη, όσο και ο διμεθυλοθειαιθέρας μεταβολίζονται από ορισμένα μικρόβια σε μεθάνιο (CH₄) και υδρόθειο (H₂S), σε ανοξικές συνθήκες (δηλαδή σχετικής απουσίας οξυγόνου).

Παραγωγή

Από μεθυλαλογονίδιο

Με επίδραση όξινου θειούχου καλίου (KHS) σε μεθυλαλογονίδιο (CH₃X) παράγεται μεθανοθειόλη:

$\mathrm{KHS + CH_3X \xrightarrow{} CH_3SH + KX}$

Από μεθανόλη

Με επίδραση υδροθείου (H₂S) σε μεθανόλη (CH₃OH), παρουσία διοξειδίου του θορίου (ThO₂), παράγεται μεθανοθειόλη:

$\mathrm{H_2S + CH_3OH \xrightarrow[\triangle]{ThO_2} CH_3SH + H_2O}$

Από μεθυλένιο

Με επίδραση μεθυλενίου ([:CH₂], δηλαδή CH₃Cl + KOH ή με φωτόλυση CH₂N₂) σε υδρόθειο (H₂S), παράγεται μεθανοθειόλη:

$\mathrm{H_2S + CH_3Cl + KOH \xrightarrow{} CH_3SH + KCl + H_2O}$

Παράγωγα

Μεθανοθειολικά άλατα

1. Η μεθανοθειόλη συμπεριφέρεται ως ασθενές οξύ, οπότε σχηματίζει μεθανοθειολικά άλατα (ή «μεθυλομερκαπτίδια») με βάσεις, όπως το υδροξείδιο του νατρίου (NaOH):

$\mathrm{CH_3SH + NaOH \xrightarrow{} CH_3SNa + H_2O}$

2. Επίσης και με ορισμένα οξείδια, όπως το οξείδιο του υδραργύρου (HgO):

$\mathrm{2CH_3SH + HgO \xrightarrow{} (CH_3S)_2Hg + H_2O}$

Θειολεστέρες

Όπως οι αλκοόλες παράγουν εστέρες με οξέα, έτσι και οι θειόλες παράγουν θειολεστέρες με αυτά. Π.χ. με επίδραση καρβονικών οξέων σε μεθανοθειόλη:

$\mathrm{CH_3SH + RCOOH \xrightarrow{H^+} RCOSCH_3 + H_2O}$

Θειοκετάλες

Με επίδραση καρβονυλικών ενώσεων παράγονται θειοκετάλες:

$\mathrm{2CH_3SH + >C=O \xrightarrow{H^+} >C(SCH_3)_2 + H_2O}$

Διμεθυλοδιθειαιθέρας

Με επίδραση χλωριούχου χαλκού (CuCl₂) παράγεται διμεθυλοδιθειαιθέρας:

$\mathrm{2CH_3SH + 2CuCl_2 \xrightarrow{} CH_3SSCH_3 + Cu_2Cl_2 + 2HCl}$

Μεθανοσουλφονικό οξύ

Με οξείδωση μεθανοθειόλης παράγεται μεθανοσουλφονικό οξύ (CH₃SO₃H):

$\mathrm{CH_3SH + 3HNO_3 \xrightarrow{} CH_3SO_3H + 3HNO_2}$
ή
$\mathrm{CH_3SH + 3HIO_4 \xrightarrow{} CH_3SO_3H + 3HIO_3}$

Μεθάνιο

1. Με επίδραση φωσφορώδη τριαιθυλεστέρα [(CH₃CH₂O)₃P] παράγεται μεθάνιο (CH₄):

$\mathrm{CH_3SH + (CH_3CH_2O)_3P \xrightarrow{} CH_4 + (CH_3CH_2O)_3PS}$

2. Με επίδραση υδρογόνου και με καταλύτη νικέλιο (μέθοδος Raney) παράγεται μεθάνιο (CH₄):

$\mathrm{CH_3SH + H_2 \xrightarrow{Ni\;(Raney)} CH_4 + H_2S}$

Χρήσεις

Η μεθανοθειόλη χρησιμοποιείται κυρίως για τη σύνθεση μεθειονίνης, που χρησιμοποιείται ως διαιτιτικό πρόσθετο των πουλερικών και άλλων οικότροφων ζώων. Επίσης, προστίθεται σε στο φυσικό αέριο, το φωταέριο και στο υγραέριο, για να αποκτήσουν οσμή και να εντοπίζονται έτσι πιο εύκολα οι τυχόν διαρροές τους.

Πηγές πληροφόρησης

1. SCHAUM'S OUTLINE SERIES, «ΟΡΓΑΝΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ», Μτφ. Α. Βάρβογλη, 1999
2. «Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας» Ν. Α. Πετάση 1982
3. Αναστάσιου Βάρβογλη, «Χημεία Οργανικών Ενώσεων», Παρατηρητής, Θεσσαλονίκη 1991
4. Καραγκιοζίδη Σ. Πολυχρόνη, «Ονοματολογία Οργανικών Ενώσεων στα Ελληνικά & Αγγλικά» Β΄ Έκδοση, Θεσσαλονίκη 1991
5. Νικολάου Ε. Αλεξάνδρου, «Γενική Οργανική Χημεία», Εκδόσεις Ζήτη, Θεσσαλονίκη 1985
6. Δημητρίου Ν. Νικολαΐδη, «Ειδικά Μαθήματα Οργανικής Χημείας», ΑΠΘ, θεσσαλονίκη 1983
7. Νικολάου Ε. Αλεξάνδρου, Αναστάσιου Βάρβογλη, Φαίδωνα Χατζημηχαλάκη, «Εργαστηριακός Οδηγός», Εκδόσεις Ζήτη, Θεσσαλονίκη 1986