Soubor prezentací: CHEMIE PRO III. ROČNÍK GYMNÁZIA CH38 – Organické deriváty síry Mgr. Aleš Chupáč, RNDr. Yvona Pufferová Gymnázium, Havířov-Město, Komenského 2, p.o. Tato prezentace vznikla na základě řešení projektu OPVK, registrační číslo: CZ.1.07/1.1.24/01.0114 s názvem „Podpora chemického a fyzikálního vzdělávání na gymnáziu Komenského v Havířově“ Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.

sulfonové kyseliny = sulfokyseliny organické kyseliny deriváty uhlovodíků, které obsahují ve své struktuře charakteristickou skupinu = sulfoskupinu –SO3H

sulfonace = zavádění skupiny –so3h činidlo: koncentrovaná H2SO4, oleum nebo SO3 H2SO4 H2O +

sulfonace - elektrofilní substituce elektrofilní částice E reaguje s  elektrony aromatického systému molekuly arenu  vzniká -komplex přesmyk -komplexu na -komplex (E poutána k uhlíkovému atomu aromatického jádra – jádro ztrácí aromatický charakter) odštěpení H+ (reaguje s HSO4- za vz. H2SO4) z atomu uhlíku, k němuž je vázán E - obnoví se aromatický charakter

sulfonové kyseliny = názvosloví substituční názvy: zakončení sulfonová kyselina (pokud je skupinou hlavní) předponou sulfo - (pokud je skupinou vedlejší) CH3SO3H – kyselina methansulfonová C6H5SO3H – kys. benzensulfonová C6H4OHSO3H – kys.fenolsulfonová C12H25C6H5SO3H – kys.dodecylbenzensulfonová 3- sulfobenzoová kyselina ………………………………

Fyzikální vlastnosti bezbarvé, krystalické látky velmi dobře rozpustné ve vodě hygroskopické z vodných roztoků se získávají vysolováním např. s NaCl

Příprava alkansulfonových kyselin: oxidace alkanů R – H + SO2 + ½ O2 R – SO3H (kat. V2O5) oxidace thiolů R – SH + 3 O R – SO3H (ox. č. HNO3) b) arensulfonových kyselin: sulfonace aromatických sloučenin .

Reaktivita jsou silnější než karboxylové kyseliny( silná polarizace skupiny –OH vlivem kladného náboje síry) vodík ve vodném roztoku odštěpován (disociace): R-SO3H + H2O -> R-SO3- + H3O+ s alkalickými hydroxidy reagují za vzniku solí: H3C-SO3H + NaOH -> H3C-SO3Na + H2O (kyselina methansulfonová ) (methylsulfonan sodný)

Sulfonylchloridy = důležité funkční deriváty Příprava chloridů sulfonových kyselin: reakce kyseliny nebo soli s chloridem fosforečným R – SO3H + PCl5  R – SO2 – Cl + POCl3 + HCl R – SO2 – ONa + PCl5  R – SO2 – Cl + POCl3 + NaCl sulfochlorace = reakce alkanu s oxidem siřičitým a chlorem za světla (SR) R – H + SO2 + Cl2  R - SO2Cl + HCl U aromatických – reakce s kyselinou chlorosírovou (SE)

Sulfonamidy = funkční deriváty chemoterapeutika (toxické pro patogenní mikroorganismy), náhrada či podpora antibiotik

Použití výroba tenzidů (povrchově aktivních látek) – sodné soli sulfonových kyselin výroba vodorozpustných barev (fenolsulfonové a naftol - sulfonové kyseliny) obr. č. 1 Tenzidy

Tenzidy tenzidy – snižují povrchové napětí vody – nepolární konec se přichytí na nečistotu a ta se rozpustí ve vodě (díky polárnímu konci) nepolární část polární část hydrofobní hydrofilní

Úloha Vyhledejte na internetových stánkách pojmy: tenzidy saponáty detergenty a zpracuj na toto téma krátký referát.

thioly = thioalkoholy (thiofenoly) = merkaptany obecná charakteristika: sirné obdoby alkoholů a fenolů, které obsahují sulfanylovou skupinu - SH Obecný vzorec R – SH

Názvosloví pokud – SH je hlavní skupina  koncovka – thiol pokud – SH je vedlejší skupina  předpona sulfanyl – ( dříve merkapto –) CH3CH2CH2CH2SH – butanthiol HSCH2COOH – sulfanylethanová kys. C6H5SH – benzenthiol (ne thiofenol)

Fyzikální vlastnosti methylthiol je plyn nižší, alifatické thioly jsou kapaliny v pevném skupenství se zpravidla jedná o bílé krystalické látky ve vodě téměř nerozpustné   velmi silně zapáchající látky větší Mr než odpovídající alkoholy, ale nižší tv (síra má malou schopnost vytvářet vodíkové můstky)  

Chemické vlastnosti podléhají podobným reakcím jako alkoholy silnější kyseliny než odpovídající alkoholy → slabší báze → silnější nukleofil (>SN než SE) podléhají neutralizacím za vzniku solí: THIOLÁTY CH3CH2CH2SH + NaOH  CH3CH2CH2SNa + H2O propanthiol propanthiolát sodný snadná oxidace  disulfidy  sulfonové kyseliny

Oxidace a) mírnými ox. činidly (vzduch, I2 ) oxidací mírnými oxidačními činidly vznikají disulfidy thiofenol difenyldisulfid 2 CH3-CH2-SH + I2  CH3-CH2-S-S-CH2CH3 + 2 HI ethanthiol diethyldisulfid

Oxidace b) silnými oxidačními činidly (např. HNO3) vznikají sulfonové kyseliny kyselina benzensulfonová   kyselina ethansulfonová

Výroba reakcí odpovídajícího alkoholu se sulfanem H2S v kyselém prostředí (katalyzátor oxid hlinitý) CH3OH + H2S → CH3SH + H2O

Výskyt způsobují charakteristický pach mléka, mléčných výrobků, zápach česneku (allylthiol) a cibule (propan-1-thiol)  sekrety žláz skunkovitých šelem (3-methylbutan-1-thiol) methylthiol vzniká v zažívacím traktu savců rozkladem proteinů při trávení vyskytují se v ropě, uhlí a kondenzátu zemního plynu v energetice způsobují thioly problémy svou přítomností ve skládkovém plynu a bioplynu. charakteristický zápach u nesprávně skladovaných vín, který má za následek jejich znehodnocení

Význam ethanthiol využití k odorizaci zemního plynu, (který je v čistém stavu bez zápachu a tvoří se vzduchem výbušnou směs)   butanthiol – v sekretech tchoře obr.č.2 Tchoř

Sulfidy organické sloučeniny, v nichž jsou na atomu síry vázány dva uhlovodíkové substituenty sirné analogy etherů Obecný vzorec R – S – R´ např. CH3-S-CH3 dimethylsulfid C6H5 – S – CH3 fenyl(methyl)sulfid

Fyzikální vlastnosti ostře páchnoucí kapaliny teploty varu ve srovnání s ethery vyšší ve vodě nerozpustné rozpustné v ethanolu a diethyletheru

Reakce - oxidace 1. mírnými ox. činidly (jodistany) - vznikají sulfoxidy ethylmethylsulfid ethylmethylsulfoxid 2. peroxidem vodíku - vznikají sulfoxidy a při přebytku peroxidu vznikají sulfony 3. silnými ox. činidly (HNO3) - vznikají sulfony ethylmethylsulfon

Význam a použití diallyl sulfid CH2 = CH – CH2 – S – CH2 – CH = CH2 obsažen v cibulové a česnekové silici 2,2´- dichlordiethylsulfid (yperit) hustá olejovitá kapalina, bojová chemická látka vyvolávající na pokožce puchýře Cl – CH2 – CH2 – S – CH2 – CH2 – Cl obr.č. 3 Účinky yperitu

Úloha Vyhledej informace o původu, vlastnostech a účincích yperitu. Využij: http://cs.wikipedia.org/wiki/Yperit Zpracuj jako krátký referát

Použité informační zdroje Obrázky [1] [online]. [cit. 2013-03-20]. Dostupné z http://www.infovek.sk/predmety/chemia/externe/majka/cistiaceprostr.gif [2] [online]. [cit. 2013-03-20]. Dostupné z http://www.nasepriroda.cz/incimgs2/npr-201001-0005_05_5.jpg [3] [online]. [cit. 2013-03-20]. Dostupné z http://cs.wikipedia.org/wiki/Yperit Literatura KLOUDA, Pavel. ANNA JANECZKOVÁ. Organická chemie. druhé. Ostrava: Pavel Klouda, 2001. ISBN 80-86369-04-8. 28

Tato prezentace vznikla na základě řešení projektu OPVK, registrační číslo: CZ.1.07/1.1.24/01.0114 s názvem „Podpora chemického a fyzikálního vzdělávání na gymnáziu Komenského v Havířově“ Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.