硫脲 是尿素 中的氧 被硫 替代后形成的化合物 ,属于硫代酰胺 (RC(S)NR2 ,R为烃基 )。由于电负性 差异,尽管结构类似,硫脲和尿素的性质很不相同。硫脲在有机合成 中有广泛应用。
除此之外,硫脲还指一类具有通式(R1 R2 N)(R3 R4 N)C=S的有机化合物 ,即是简单硫脲氢 被烃基 取代后的衍生物 。
结构
硫脲是平面分子。在各种硫脲衍生物中 C=S 键长并没有很大差别,均在1.60±0.1Å范围内。C-N键在某种程度上有双键 性质,因此硫脲和尿素类似,不易发生反应。
硫脲具有互变异构 。在水溶液中,以下平衡偏向左边:
合成
世界上每年硫脲的产量大约有10000吨,其中大约40%是在中国,40%在德国 ,20%在日本 。硫脲可由硫氰酸铵 制取,但主要还是由二氧化碳 存在下氨氰化钙 和硫化氢 反应得到。
比较重要的N,N-取代的硫脲可以通过乙醚 作溶剂,由相应的氨腈 与LiAlHSH在盐酸 存在下合成。而LiAlHSH可由硫 和氢化铝锂 反应得到。
应用
硫脲可以还原过氧化物 为相应的二醇 。例如在下面的反应中,环戊二烯首先与单线态氧 环加成为一个不稳定的环过氧化物 中间体,然后用硫脲还原,便得到相应的二醇。
因此硫脲也被用于烯烃 的臭氧化 ,即还原中间体臭氧化物 为相应羰基化合物 。甲硫醚 也可以进行类似反应,但由于它的易挥发性和难闻的气味使得其应用受限。而硫脲难挥发,且没有气味,因此应用较多。
硫脲还被用于将卤代烃 转化为硫醇 ,中间产物是异硫脲盐 。反应机理是:
C
S
(
N
H
2
)
2
+
R
X
→ → -->
R
S
C
(
N
H
2
)
2
+
X
− − -->
{\displaystyle {\rm {CS(NH_{2})_{2}+RX\rightarrow RSC(NH_{2})_{2}^{+}X^{-}\,}}}
R
S
C
(
N
H
2
)
2
+
X
− − -->
+
2
N
a
O
H
→ → -->
R
S
N
a
+
O
C
(
N
H
2
)
2
+
N
a
X
{\displaystyle {\rm {RSC(NH_{2})_{2}^{+}X^{-}+2NaOH\rightarrow RSNa+OC(NH_{2})_{2}+NaX\,}}}
R
S
N
a
+
H
C
l
→ → -->
R
S
H
+
N
a
C
l
{\displaystyle {\rm {RSNa+HCl\rightarrow RSH+NaCl\,}}}
这个反应显示出含硫 中心的强亲核性 ,及异硫脲盐的易水解 性。碱金属 硫化物 也可进行该反应,但会产生二烷基硫醚 。硫脲的使用避免了副产物 的生成。
硫脲也可用于嘧啶 环系的构建,具体过程是:硫脲中的氨基 与β-二羰基化合物 中的羰基 及烯醇 缩合,然后脱硫 。
同样地,氨基噻唑 也可以由硫脲和α-卤代酮 反应制得。
硫酸镉 和硫脲反应可以制得半导体 硫化镉 纳米 粒子。具体过程是:含有1g硫酸镉(1.3mmol),0.5g硫脲(6.6mmol)和0.1g二氧化硅 的浊液 在超声波 存在下通风室温反应3小时。反应物颜色变黄则表明了产物硫化镉的生成。
硫脲被用于阻燃树脂 、橡胶硫化 促进剂、晒图纸 (感光复印纸)及几乎所有复印纸 的生产。硫脲法提金 、银 避免了用传统氰化法 产生的氰化物 的污染和气味。
危险
有报道显示 [來源請求] ,接触硫脲可能造成甲状腺肿大 、肝肿瘤 (慢性)或骨髓细胞减少 。
参考资料
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外部链接