Тиолы Выполнила студентка 272 -ой группы 2 -го

Тиолы Выполнила студентка 272 -ой группы 2 -го курса фармацевтического факультета Миронова Ксения

Тиолами (меркаптанами) называются производные углеводородов, в которых атом водорода заменен на меркаптогруппу SH. Общая формула R – SH. Свое первоначальное название «меркаптаны» тиолы получили благодаря способности связывать ионы ртути (от лат. corpus mercurio captum), образуя нерастворимые тиоляты, но старое название в настоящее время исключено из номенклатуры ИЮПАК.

Физические свойства Полярность связи S-H значительно ниже, чем полярность связи O-H, в результате водородные связи между молекулами тиолов значительно слабее, чем у спиртов, и вследствие этого их температура кипения ниже, чем у соответствующих спиртов. Тиолы малорастворимы в воде, но хорошо растворяются в этаноле, эфире и других органических растворителях. Низшие алифатические тиолы являются жидкостями с отвратительным запахом, причём их запах чувствуется в чрезвычайно низких концентрациях — 10− 7− 10− 8 моль/л. Это свойство используется для одорирования бытового газа — добавка тиолов к газу позволяет обнаруживать утечки газа в помещениях.

Получение тиолов Самый старый метод получения тиолов основан на реакции бимолекулярного нуклеофильного замещения галогенид-иона в первичных и вторичных алкилгалогенидах под действием гидросульфид-иона:

Тиолы могут быть получены в результате присоединения серосодержащих соединений к алкенам: В присутствии кислотных катализаторов электрофильное присоединение сероводорода происходит по правилу Морковникова и приводит к образованию вторичных и третичных тиолов.

Радикальное присоединение сероводорода к алкенам протекает против правила Морковникова и приводит к получению первичных тиолов:

Современный метод синтеза тиолов заключается во взаимодействии алкилгалогенидов или алкилсульфонатов с тиомочевиной. Тиомочевина в этой реакции играет роль сернистого нуклеофила, и алкилирование осуществляется исключительно по атому серы тиомочевины с образованием Sалкилтиурониевой соли. Расщепление Sалкилтиурониевой соли под действием щелочи приводит к тиолу:

Ароматические тиолы могут быть синтезированы восстановлением производных ароматических сульфокислот, так, например, тиофенол синтезируется восстановлением бензолсульфохлорида цинком в кислой среде:

Химические свойства Исходя из сходства электронного строения атомов серы и кислорода, можно предположить близость химических свойств тиолов и спиртов. Действительно тиолы, подобно своему аналогу, в большей или меньшей степени проявляют кислотные, основные и нуклеофильные свойства. Существенным отличием тиолов от спиртов является их легкая окисляемость. Тиолы чаще всего выступают как нуклеофильные реагенты в реакциях замещения и присоединения.

Кислотные и основные свойства Тиолы относят к слабым SH- кислотам Брёнстеда и мягким основаниям по Пирсону. Повышенная кислотность тиолов объясняется большей стабильностью сопряженного основания RS¯ вследствие высокой поляризуемости атома серы. При действии на тиолы щелочей или щелочных металлов образуются соли – тиоляты: C 2 H 5 SH + Na. OH →C 2 H 5 SNa + H 2 O Основные свойства тиолов по отношению к протону практически отсутствуют

Тиоловые антидоты На свойствах тиолов как мягких оснований по Пирсону основано применение некоторых их представителей в фармации. Например, специфический антидот унитиол (2, 3 – димеркаптопропан – 1 – сульфонат натрия) используется при острых отравлениях соединениями мышьяка, ртути, хрома и других металлов, относящихся к так называемым тиоловым ядам, т. е. веществам, способным взаимодействовать с SH-группами ферментов и инактивировать их. По структуре и действию к унитиолу близок 2, 3 – димеркаптопропанол – 1, называемый за рубежом БАЛ (британский антилюизит) за его способность связывать боевое отравляющее вещество люизит

Нуклеофильные свойства Тиолы, будучи мягкими основаниями по Пирсону, проявляют высокое сродство к атому углерода с пониженной электронной плотностью. К тому же они не образуют прочных водородных связей с протонными растворителями, и их неподеленные пары электронов доступны для взаимодействия с органическими реагентами. Эти две причины обуславливают высокую нуклеофильность тиолов, реакции которых с электрофильными реагентами протекают в мягких условиях с хорошими выходами.

• Алкилирование и арилирование Взаимодействие тиолов с первичными и вторичными галогеноалканами, активными галогеноаренами, диалкилсульфатами или аренсульфонатами в присутствии оснований протекает с образованием сульфидов:

• Ацилирование В щелочной среде тиолы реагируют с хлорангидридами и ангидридами карбоновых кислот, образуя эфиры Sтиокислот RC(O)SR’ – серные аналоги сложных эфиров:

• Присоединение тиолов к кратной связи Являясь сильными нуклеофилами, тиолы легко присоединяются к ненасыщенным соединениям, в которых связь С=С поляризована электроакцепторными заместителями. Обычно реакции нуклеофильного присоединения по двойной связи протекают в присутствии оснований, но для тиолов зачастую катализатор не требуется.

Окисление и восстановление Свойством тиолов, принципиально отличающим их от спиртов, является склонность к окислению, протекающему по атому серы. В результате действия относительно мягких окислителей тиолы превращаются в дусульфиды:

Энергичное окисление тиолов азотной кислотой, перманганатом калия или пероксикислотами приводит к сульфоновым кислотам; промежуточными продуктами окисления являются малоустойчивые сульфиновые кислоты:

При каталитическом восстановлении тиолов происходит удаление атома серы из молекулы тиола ( «обессеривание» ) и образуются соответствующие углеводороды:

Применение тиолов в медицине Антиоксиданты тиолы, применяемые при многих заболеваниях, в сочетании с витамином В 12 оказывают прооксидантное действие, более того, становятся токсичными для клеток и тканей. Однако токсический эффект можно использовать в противоопухолевой терапии. Специалисты лаборатории тканевой инженерии Института теоретической и экспериментальной биофизики РАН установили, что сочетание тиола и витамина В 12 вызывает гибель клеток лимфолейкоза человека. Лекарственные препараты на основе тиольных соединений: N-ацетилцистеина и глутатиона широко применяют в медицине для повышения результативности химио- и радиотерапии и уменьшения их побочных эффектов, при лечении заболевания бронхов и лёгких, диабета, атеросклероза и катаракты. Тиолы тормозят рост некоторых опухолей и стимулируют работу иммунной системы. К сожалению, они плохо сочетаются с витамином В 12, который входит в состав многих мультивитаминных комплексов, назначаемых больным для поддерживающей терапии. Совместный приём тиолов и В 12 может вызвать повреждение тканей и органов или как минимум ослабить лечебный эффект. Но это свойство может оказаться полезным, если повреждать нужно опухолевые клетки.