Θειετάνιο

Από τη Βικιπαίδεια, την ελεύθερη εγκυκλοπαίδεια
Πήδηση στην πλοήγηση Πήδηση στην αναζήτηση
Θειετάνιο
Thietane2.svg
Thietane 3D spacefill.png
Thietane 3D ball.png
Γενικά
Όνομα IUPAC Θειετάνιο
Άλλες ονομασίες 1,3-επιθειαπροπάνιο
1,3-Προπυλενοσουλφίδιο
Θειακυκλοβουτάνιο
Χημικά αναγνωριστικά
Χημικός τύπος C3H6S
Μοριακή μάζα 74,14 amu
Σύντομος
συντακτικός τύπος
Thietane2.svg
Αριθμός CAS 287-27-4
SMILES C1CSC1
InChI 1S/C3H6S/c1-2-4-3-1/h1-3H2
Αριθμός EINECS 206-015-0
Αριθμός UN 1993
PubChem CID 9251
ChemSpider ID 8895
Ισομέρεια
Ισομερή θέσης 8
Φυσικές ιδιότητες
Σημείο τήξης −73°C
Σημείο βρασμού 94°C
Πυκνότητα 1.028 kg/m³
Διαλυτότητα
σε άλλους διαλύτες
Διαλυτό σε
Αιθανόλη
Βενζόλιο
Τάση ατμών 19,9 kPa (48°C)
Εμφάνιση άχρωμο υγρό
Χημικές ιδιότητες
Ελάχιστη θερμοκρασία
ανάφλεξης
-11(9)°C
Επικινδυνότητα
Hazard F.svg Hazard X.svg
Εύφλεκτο (F)
Βλαβερό (Χn)
Φράσεις κινδύνου 11, 22
Φράσεις ασφαλείας 16
Κίνδυνοι κατά
NFPA 704

NFPA 704.svg

4
2
1
 
Εκτός αν σημειώνεται διαφορετικά, τα δεδομένα αφορούν υλικά υπό κανονικές συνθήκες (25°C, 100 kPa).

Το θειετάνιο[1] (αγγλικά thietane) είναι οργανική ετεροκυκλική χημική ένωση, που περιέχει άνθρακα, υδρογόνο και θείο, με χημικό τύπο C3H6S. Είναι ένας ετεροκυκλικός θειαιθέρας, με μόριο που αποτελείται από έναν τετραμελή δακτύλιο, που σχηματίζεται από τρία (3) άτομα άνθρακα, και ένα (1) άτομο θείου. Στα άτομα άνθρακα συνδέονται, επίσης, συνολικά έξι (6) άτομα υδρογόνου. Το χημικά καθαρό θειετάνιο, στις συνηθισμένες συνθήκες, δηλαδή σε θερμοκρασία 25°C και υπό πίεση 1 atm, είναι άχρωμο υγρό. Εκτός από τη «μητρική» ένωση, ο όρος θειετάνιο μπορεί να αναφέρεται επίσης και σε μια ολόκληρη σειρά από «θυγατρικές» - παράγωγες ενώσεις, που περιέχουν έναν τουλάχιστον θειετανικό δακτύλιο.

Παραγωγή[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Από 1,3-διοξαν-2-όνη[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Το θειετάνιο μπορεί να παραχθεί με χημική αντίδραση μεταξύ 1,3-διοξαν-2-όνης και θειοκυανιούχου καλίου (KSCN)[2]:

1,3-διοξαν-2-όνη Θειετάνιο

Με κυκλοποίηση 1,3-διβρωμοπροπάνιου[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Εναλλακτικά, το θειετάνιο μπορεί να παραχθεί με αντίδραση κυκλοποίησης από επίδραση θειούχου νατρίου (Na2S) σε 1,3-διβρωμοπροπάνιο[3][4]:

Θειετάνιο

Με φωτοχημική κυκλοποίηση 2+2[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Τέλος, το θειετάνιο μπορεί να παραχθεί και με φωτοχημική 2+2 αντίδραση Πατέρνο-Μπούχι (Paternò-Büchi-Reaktion), μεταξύ αιθενίου και μεθανoθειάλης[5][6][7]:

Θειετάνιο

Φυσικές, δομικές και φασματοσκοπικές ιδιότητες[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Το μόριο του θειετάνιου είναι πτυχωμένο, όπως το αντίστοιχο του κυκλοβουτάνιου και σε αντιδιαστολή με εκείνο του οξετάνιου. Οι διαστάσεις του είναι οι ακόλουθες: Γωνία CSC: 77°, μήκη δεσμών C-S: 185 pm και C-C: 153 pm. Στα S-οξυπαράγωγα του θειετανίου (θειοξείδια, θειόνες) η πτύχωση αυξάνεται, γιατί οι στερεοχημικές αλληλεπιδράσεις με τα γειτονικά άτομα υδρογόνου γίνονται ισχυρότερες. Το φάσμα NMR του θειετάνιου παρουσιάζει δυο (2) πολλαπλές κορυφές στα 3,4 και στα 3,2 δ, για τα α-και β- άτομα υδρογόνου, αντίστοιχα. Στο φάσμα φασματοσκοπία μαζών παρατηρείται ο σχηματισμός του κατιόντος CH2=Sɿ+• και ουδέτερου αιθένιου (CH2=CH2), σε αντιδιαστολή με το οξετάνιο, όπου σχηματίζεται κατιόν CH2=CH2ɿ+• και ουδέτερη μεθανάλη (CH2=O)[8]:

Χημική συμπεριφορά και παράγωγα[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Ο θειετανικός δακτύλιος, όπως και ο οξετανικός, διανοίγεται ευκολότερα με ηλεκτριονόφιλα αντιδραστήρια, παρά με πυρηνόφιλα. Για παράδειγμα, με χλώριο (Cl) παράγεται σταθερό 3,S-διχλωροπροπυλοσουλφίδιο[8]:

Θειετάνιο

Με το βρώμιο, παράγεται αρχικά 3,S-διβρωμοπροπυλοσουλφίδιο, αλλά το τελευταίο αντιδρά με περίσσεια θειετανίου, σχηματίζοντας δι(βρωμοπροπυλο)δισουλφίδιο[9]:

Θειετάνιο
Θειετάνιο

Χαρακτηριστική των θειετανίων (γενικά) είναι η αντίδραση διεύρυνσης του δακτυλίου με καρβένια, όπως το μεθυλένιο, με το οποίο σχηματίζεται τετραϋδροθειοφαίνιο[8]:

Θειετάνιο τετραϋδροθειοφαίνιο

Με αποθείωση κατά Ράνεύ (Raney), το θειετάνιο μετατρέπεται σε προπάνιο[8]:

Θειετάνιο

Το θειετάνιο αντιδρά με οργανολιθιακά αντιδραστήρια, όπως το βουτυλολίθιο (CH3CH2CH2CH2Li)[10]:

Θειετάνιο

  • Σημείωση: Προσέξτε ότι εδώ ο δακτύλιος διανοίγεται κατά την έννοια δ-C-Sδ+ και όχι με την έννοια δ+C-Sδ-, όπως θα ανέμενε κανείς από τη διαφορά ηλεκτραρνητικότητας των δυο στοιχείων κατά Paouling (C:2,55 , S:2,58).

Το θειετάνιο μπορεί να οξειδωθεί από το υπεροξείδιο του υδρογόνου, σχηματίζοντας την αντίστοχη θειόνη, δηλαδή το 1,1-διοξυθειετάνιο. Η αντίδραση αυτή είναι έμμεσα αντιστρέψιμη, δηλαδή το 1,1-διοξυθειετάνιο μπορεί να αναχθεί σε θειετάνιο, με την επίδραση λιθιοαργιλιοϋδρίδιου. Όμως, το 1,1-διοξυθειετάνιο είναι σχετικό ευαίσθητο, και αν θερμανθεί σχηματίζει διοξείδιο του θείου και κυκλοπροπάνιο[11]:

Θειετάνιο 1,1-διοξυθειετάνιο
1,1-διοξυθειετάνιο Θειετάνιο
1,1-διοξυθειετάνιο Κυκλοπροπάνιο

Πηγές[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

  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 και παρατηρήσεις[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

  1. Δείτε τις εναλλακτικές ονομασίες στον παρακείμενο πίνακα πληροφοριών χημικής ένωσης.
  2. S. Searles, E. F. Lutz in: A new synthesis of small ring cyclic sulfides J. Am. Chem. Soc. 1958, 80, 3168. doi:10.1021/ja01545a071
  3. K. Nagasawa, A. Yoneta in: Chem. Pharm. Bull 1985, 33, 11, 5048–5052. ISSN 0009-2363, doi:10.1248/cpb.33.5048
  4. Νικολάου Ε. Αλεξάνδρου, Αναστάσιου Βάρβογλη, Δημητρίου Ν. Νικολαΐδη: «Χημεία Ετεροκυκλικών Ενώσεων», Εκδόσεις Ζήτη, Θεσσαλονίκη 1985, §3.3., σελ.35. Σημείωση: Προτίμησα την αντίδραση με θειούχο νάτριο και όχι την άλλη που αναφέρει με θειουρία και υδροξείδιο του νατρίου.
  5. Ν. Αλεξάνδρου, Α. Βάρβογλη, Δ. Νικολαΐδη: Χημεία Ετεροχημικών Ενώσεων, Θεσσαλονίκη 1985, §3.1., σελ. 31. Προσαρμογή για θειετάνιο.
  6. E. Paterno, G. Chieffi (1909). «.». Gazz. Chim. Ital. 39: 341.
  7. G. Büchi, Charles G. Inman, and E. S. Lipinsky (1954). «Light-catalyzed Organic Reactions. I. The Reaction of Carbonyl Compounds with 2-Methyl-2-butene in the Presence of Ultraviolet Light». Journal of the American Chemical Society 76 (17): 4327–4331. doi:10.1021/ja01646a024.
  8. 8,0 8,1 8,2 8,3 Νικολάου Ε. Αλεξάνδρου, Αναστάσιου Βάρβογλη, Δημητρίου Ν. Νικολαΐδη: «Χημεία Ετεροκυκλικών Ενώσεων», Εκδόσεις Ζήτη, Θεσσαλονίκη 1985, §3.3., σελ.36.
  9. J. M. Stewart, C. H. Burnside:Reactions of trimethylenesulfide with chlorine and bromine, in: J. Am. Chem. Soc. 1953, 75, 243–244; doi:10.1021/ja01097a517.
  10. F. G. Bordwell, H. M. Andersen, M. P. Burnett: The reaction of thiacyclopropanes and thiacyclobutanes with organolithium compounds, in: J. Am. Chem. Soc. 1954, 76, 1082–1085; doi:10.1021/ja01633a045.
  11. Ν. Αλεξάνδρου, Α. Βάρβογλη, Δ. Νικολαΐδη: Χημεία Ετεροχημικών Ενώσεων, Θεσσαλονίκη 1985, §3.3., σελ. 37.
Στο λήμμα αυτό έχει ενσωματωθεί κείμενο από το λήμμα Thietane της Αγγλικής Βικιπαίδειας, η οποία διανέμεται υπό την GNU FDL και την CC-BY-SA 3.0. (ιστορικό/συντάκτες).
Στο λήμμα αυτό έχει ενσωματωθεί κείμενο από το λήμμα Thietan της Γερμανικής Βικιπαίδειας, η οποία διανέμεται υπό την GNU FDL και την CC-BY-SA 3.0. (ιστορικό/συντάκτες).