Tioéter (tioétery, sulfidy) — definícia, vlastnosti a výskyt
Tioéter (tioétery, sulfidy) — definícia, chemické vlastnosti, reakcie, biologický a priemyselný výskyt, príklady (dimetylsulfid) a praktické využitie.
Tioéter (tiež nazývaný tioéther alebo sulfid) je organická zlúčenina so všeobecným vzorcom R-S-R, kde prvý atóm v reťazci R je uhlík. Názov je odvodený od éterov, pričom medzi dvoma skupinami R sa namiesto atómu kyslíka nachádza atóm síry. Podobne ako niektoré tioly môžu mať niektoré tioétery nepríjemný zápach. Väzba C–S–C má typický uhlový rozmer približne 100° (väčší než u éterov), čo súvisí s väčším atómovým polomerom síry a jej elektronovou štruktúrou.
Fyzikálne a chemické vlastnosti
Tioétery sú väčšinou málo polarne a sú dobre rozpustné v organických rozpúšťadlách, v vode sú zvyčajne zle rozpustné. Síra je menej elektronegatívna ako kyslík, preto majú tioétery menší dipólový moment než príslušné étery, no ich vysoká polarizovateľnosť často vedie k vyšším bodom varu v porovnaní s étermi podobnej molárnej hmotnosti. Sulfidický sírový atóm má voľné elektronové páry, vďaka čomu môžu tioétery fungovať ako ligandy pri koordinácii k prechodným kovom.
Chemicky sú tioétery pomerne reaktívne pri určitých typoch reakcií: ľahko sa oxidujú na sulfoxidy (R–S(=O)–R) a pri ďalšej oxidácii na sulfóny (R–S(=O)2–R). Oxidačné činidlá ako peroxidy alebo m‑CPBA často slúžia na tieto premeny. Tioétery sa tiež dajú alkylovať za vzniku sulóniových solí a pri vhodných podmienkach podliehajú substitučným a eliminančným reakciám.
Výskyt a biologický význam
Tioétery sú dôležité v prírode aj v biologických systémoch. Napríklad aminokyselina metionín obsahuje thioéterovú skupinu, ktorá je významná pre štruktúru a funkciu bielkovín. Ropa a jej frakcie obsahujú množstvo organických sírnatých zlúčenín vrátane tioéterov, čo ovplyvňuje ich vôňu a spracovanie. Niektoré tioétery, napríklad dimetylsulfid, vznikajú aj pri rozklade organickej hmoty a sú dôležitými zložkami vôní morských a rastlinných zdrojov.
Príprava a bežné reakcie
Tioétery sa v laboratórnej praxi často pripravujú alkyláciou tiolátových iónov. Typická syntéza je reakciou tiolu so zásadou (tvorba tiolátu) a následnou reakciou tiolátu s vhodným elektrofilom, napríklad s alkylhalogenidom (nukleofilná substitúcia, analóg Williamsonovej syntézy pre tioéter). Ďalšie metódy zahŕňajú katalytické pripojenie síry k alkenom alebo rôzne kovom sprostredkované spojovacie reakcie.
Medzi dôležité typy reakcií patria:
- Oxidácia na sulfoxidy a sulfóny (napr. pomocou H2O2 alebo peroxokyselín).
- Alkylácia na sulóniové soli (pridávanie alkylových skupín k síre).
- Koordinácia k prechodným kovom a následné transformácie v katalýze.
Príklady a použitie
Dimetylsulfid (CH3–S–CH3) je najjednoduchší tioéter. V organickej syntéze sa často spomína v súvislosti so Swernovou oxidáciou: pri tejto procedúre sa ako súčasť mechanizmu a ako vedľajší produkt objavuje dimetylsulfid, pričom samotná oxidácia sa realizuje z aktívovaného dimetylsulfoxidu na aldehydy z alkoholov
Tioétery nachádzajú uplatnenie aj v petrochemickom priemysle, pri výrobe rôznych organických medziproduktov a ako ligandy v koordinátnych zlúčeninách. Niektoré prírodné tioétery majú charakteristickú vôňu a sú súčasťou aromatických profilov potravín a prírodných vôní.
Zhrnutie: Tioétery (sulfidy) sú R–S–R zlúčeniny s typickými vlastnosťami odlišnými od éterov v dôsledku väčšieho atómu síry. Sú významné v prírode (napr. v metioníne), v priemysle (ropa, organická syntéza) a ľahko podliehajú oxidácii na sulfoxidy a sulfóny, čo poskytuje široké možnosti ich ďalšej chemickej transformácie.
Všeobecná štruktúra tioéteru
Otázky a odpovede
Otázka: Čo je to tioéter?
Odpoveď: Tioéter je molekula so skupinou R-S-R, kde prvý atóm v R je uhlík.
Otázka: Čím sa tioéter líši od éteru?
Odpoveď: Tioétery majú medzi dvoma R namiesto atómu kyslíka atóm síry, zatiaľ čo étery majú atóm kyslíka.
Otázka: Prečo majú tioétery nepríjemný zápach?
Odpoveď: Tioétery môžu mať veľmi nepríjemný zápach ako tioly.
Otázka: Aký je uhol väzby v molekule tioéteru?
Odpoveď: Väzba C-S-C v tioétere má uhol takmer 90 stupňov.
Otázka: Kde sa v biológii vyskytujú tioétery?
Odpoveď: Tioétery sa nachádzajú v niektorých aminokyselinách a sú dôležité v biológii.
Otázka: Ako sa dajú tioétery vyrobiť v laboratóriu?
Odpoveď: Tioétery sa dajú vyrobiť v laboratóriu reakciou tiolu so zásadou a elektrofilom.
Otázka: Čo je najjednoduchší tioéter a na čo sa používa?
Odpoveď: Najjednoduchší tioéter je dimetylsulfid a používa sa v dôležitých reakciách, ako je Swernova oxidácia, pri ktorej sa z alkoholov vyrábajú aldehydy.
Prehľadať