Αιθανοθειόλη

Η αιθανοθειόλη είναι οργανική χημική ένωση, με χημικό τύπο C2H6S, αν και παριστάνεται συχνά και με τους τύπους CH3CH2SH, C2H5SH και EtSH. Η χημικά καθαρή αιθανοθειόλη, στις «κανονικές συνθήκες περιβάλλοντος», δηλαδή θερμοκρασία 25°C και πίεση 1 atm, είναι άχρωμο διαυγές υγρό με χαρακτηριστική δυσάρεστη οσμή. Η αιθανοθειόλη είναι τοξική. Βρίσκεται σε μικρές ποσότητες στο αργό πετρέλαιο. Επίσης προστίθεται τεχνητά ως οσμοθέτης σε άοσμα αέρια προϊόντα, όπως το υγραέριο, ώστε να βοηθά με την οσμή της στην προειδοποίηση σε περίπτωση διαρροής. Σε τέτοιες συγκεντρώσεις (οσμοθέτη) η αιθανόλη δεν είναι βλαβερή. Με βάση το χημικό τύπο της, C2H6S, έχει ένα (1) ισομερές θέσης, το διμεθυλοθειαιθέρα (Me2S).

 Οι άνθρωποι μπορούν να ανιχνεύουν ατμούς της σε πολύ μικρές συγκεντρώσεις, ως και 2,8 ppb. Η οσμή της θυμίζει πράσα, κρεμμύδια ή μαγειρεμένα λάχανα, αλλά είναι πολύ αηδιαστική. Σύμφωνα, μάλιστα, με την έκδοση του 2000 του βιβλίου Γκίνες, «η αιθανοθειόλη είναι η ένωση με το χαμηλότερο κατώφλι ανίχνευσης ύπαρξης από την ανθρώπινη οσμή», αν και πιθανότατα οι υπεύθυνοι της έκδοσης αγνοούσαν ότι υπάρχουν ουσίες με ακόμη χαμηλώτερο κατώφλι ανίχνευσης, όπως για παράδειγμα. η 1-προπανοθειόλη (PrSH). Το 1938, εργαζόμενοι της εταιρείας Union Oil Company of California ανέφεραν πρώτοι ότι κάποια είδη γύπα συγκεντρώνονταν στην περιοχή κάθε φορά διέρρεε ποσότητα κάποιου αερίου. Αργότερα, βρήκαν ότι αυτό προκαλούνταν όταν το αέριο που διέρεε περιείχε αιθανοθειόλη, οπότε αποφάσισαν να αυξάνουν επίτηδες τη συγκέντρωση της ένωσης στα αέρια που χειρίζονταν, ώστε έτσι να καθιστούν την ανίχνευση των όποιων διαρροών ευκολότερη. Η ονομασία «αιθανοθειόλη» (δείτε και την «ιστορία» παρακάτω) προέρχεται από την ονοματολογία κατά IUPAC. Συγκεκριμένα, το πρόθεμα «αιθ-» δηλώνει την παρουσία δύο (2) ατόμων άνθρακα ανά μόριο της ένωσης, το ενδιάμεσο «-αν-» δείχνει την παρουσία μόνο απλών δεσμών στο μόριο και η κατάληξη «-θειόλη» φανερώνει ότι περιέχει μια υδροθειομάδα (-SH), ως κύρια χαρακτηριστική ομάδα, δηλαδή ότι πρόκειται για θειόλη. Το μόριό της αποτελείται από μια αιθυλομάδα (CH3CH2-) και μια υδροθειομάδα (-SH). Πρόκειται για το θειούχο ανάλογο της αιθανόλης. Η παρουσία, ωστόσο, του ατόμου του θείου, αντί αυτού του οξυγόνου, διαφοροποιεί πολλές ιδιότητες, με πιο άμεσα αντιληπτή, αυτήν της δυσάρεστης οσμής της αιθανοθειόλης. Επίσης, η αιθανοθειόλη είναι πολύ πτητικότερη από την αιθανόλη, παρόλο που έχει μεγαλύτερη μοριακή μάζα, γιατί στην πρώτη εξαφανίζεται το φαινόμενο των δεσμών υδρογόνου που υπάρχει στη δεύτερη. Η γωνία C-S-Η πλησιάζει τη γωνία H-S-Η στο υδρόθειο. Η αιθανοθειόλη αρχικά αναφέρθηκε ότι παράχθηκε από το Δανό Γουΐλλιαμ Κρίστοφερ Ζεΐς (William Christopher Zeise) το 1834. Για την παραγωγή της χρησιμοποίησε επίδραση αιθυλοθειικό ασβέστιο [Ca(EtSO3)2] σε εναιώρημα θειούχου βαρίου (BaS) κορεσμένου με υδρόθειο (H2S). Πιστώθηκε ακόμη με την ονομασία «μερκαπτούμ» (mercaptum) της ομάδας C2H5S- (που ονομάζεται αιθυλοθειομάδα συστημικά). Αργότερα, το 1840, ο Χενρί Βικτόρ Ραγκνάτ (Henri Victor Regnault), παρασκεύασε αιθανοθειόλη με υποκατάσταση του αλογόνου αλαιθανίου από υδροθειομάδα, με τη χρήση υδατικού διαλύματος όξινου θειούχου νατρίου: Η αιθανοθειόλη παράγεται πλέον συνήθως με χημική αντίδραση αιθενίου με υδρόθειο, πάνω από έναν καταλύτη. Διαφορετικές παραγωγικές μονάδες χρησιμοποιούν διαφορετικούς καταλύτες για αυτήν τη διεργασία: Αξιοποιείται εμπορικά επίσης η αντίδραση αιθανόλης με αέριο υδρόθειο, πάνω από έναν όξινο καταλύτη, όπως η αλουμίνα ή το διοξείδιο του θορίου: Η αιθανοθειόλη αποτελεί αντιδραστήριο για την οργανική σύνθεση. Παρουσία υδροξειδίου του νατρίου (NaOH), δίνει ποσοτικά αιθυλοθειούχο ανιόν (EtS−), που αποτελεί ισχυρό πυρηνόφιλο. Όπως και οι άλλες θειόλες, συμπεριφέρεται πολύ παρόμοια με το υδρόθειο. 1. Η αιθανοθειόλη συμπεριφέρεται ως ασθενές οξύ, οπότε σχηματίζει αιθανοθειολικά άλατα (ή «αιθυλομερκαπτίδια») με βάσεις, όπως το υδροξείδιο του νατρίου: 2. Επίσης και με ορισμένα οξείδια, όπως και γενικότερα με ενώσεις που περιέχουν κατιόντα μεταβατικών μετάλλων, όπως ο υδράργυρος, ο χαλκός και το νικέλιο, σχηματίζουν τα αντίστοιχα αιθανοθειολικά άλατα. Για παράδειγμα: 3. Το άχρωμο άλας της αιθανοθειόλης, το αιθανοθειολικό νάτριο μπορεί να ληφθεί και ως εξής: Το ίδιο ισχύει, δηλαδή παραγωγή του αντίστοιχου αιθανοθειολικού άλατος, για επίδραση αιθανοθειόλης σε κάθε άλας ασθενέστερου οξέος από την ίδια τη αιθανοθειόλη. Όπως οι αλκοόλες παράγουν εστέρες με οξέα, έτσι και οι θειόλες παράγουν θειολεστέρες με αυτά. Π.χ. με επίδραση καρβοξυλικών οξέων σε αιθανοθειόλη: Θειοκετάλες Με επίδραση καρβονυλικών ενώσεων παράγονται θειοκετάλες: Προσθήκη σε οξιράνιο Με επίδραση σε οξιράνιο παράγεται 2-αιθυλοθειαιθανόλη: Αιθανοσουλφονικό οξύ Η αιθανοδιόλη μπορεί να οξειδωθεί σχηματίζοντας αιθανοσουλφονικό οξύ (CH3CH_2SO3H), χρησιμοποιώντας ισχυρά οξειδωτικά μέσα. Γενικά:Ειδικότερα παραδείγματα: Η επίδραση ασθενέστερων οξειδωτικών μέσων σε αιθανοθειόλη, όπως τριοξείδιο του σιδήρου (Fe2O3), το υπεροξείδιο του υδρογόνου (H2O2), ή ο διχλωριούχος χαλκός (CuCl2), παράγεται διαιθυλοδιθειαιθέρας: Γενικά: Ειδικότερα παραδείγματα: Ο διαιθυλοδιθειαιθέρας είναι άοσμος, οπότε η αντίδραση ήπιας οξείδωσης αιθανοθειόλης, π.χ. από χλωρίνη, αξιοποιείται για την απομάκρυνση της οσμής της αιθανοθειόλης, όταν η οσμή αυτή είναι ανεπιθύμητη. Παραιτέρω οξείδωση του διθειαιθέρα παράγει αιθανοσουλφονικό οξύ: Αιθάνιο 1. Με επίδραση φωσφορώδη τριαιθυλεστέρα [(CH3CH2O)3P] παράγεται αιθάνιο (CH3CH3): 2. Με επίδραση υδρογόνου και με καταλύτη νικέλιο (αποθείωση με μέθοδο Raney) παράγεται επίσης αιθάνιο (CH3CH3): Παρεμβολή καρβενίων, π.χ. με μεθυλενίου παράγονται 1-προπανοθειόλη, 2-προπανοθειόλη και αιθυλομεθυλοθειαιθέρας: Η αιθανοθειόλη προστίθεται εσκεμμένα στα υγραέρια, ώστε να κάνει ευκολότερο τον εντοπισμό διαρροής σε κανονικά άοσμα αέρια καύσιμα, ώστε να αποφευχθούν απειλές πυρκαγιάς, έκρηξης ή ασφυξίας. Επίσης, στη βιομηχανία υπόγειας εξόρρυξης η αιθανοθειόλη απελευθερώνεται στον εξαερισμό των ορυχείων ως οσμικό σήμα συναγερμού. Αυτό συνήθως επιβάλλεται από την κείμενη νομοθεσία πολλών κρατών. SCHAUM'S OUTLINE SERIES, «ΟΡΓΑΝΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ», Μτφ. Α. Βάρβογλη, 1999 «Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας» Ν. Α. Πετάση 1982 Αναστάσιου Βάρβογλη, «Χημεία Οργανικών Ενώσεων», Παρατηρητής, Θεσσαλονίκη 1991 Καραγκιοζίδη Σ. Πολυχρόνη, «Ονοματολογία Οργανικών Ενώσεων στα Ελληνικά & Αγγλικά» Β΄ Έκδοση, Θεσσαλονίκη 1991 Νικολάου Ε. Αλεξάνδρου, «Γενική Οργανική Χημεία», Εκδόσεις Ζήτη, Θεσσαλονίκη 1985 Δημητρίου Ν. Νικολαΐδη, «Ειδικά Μαθήματα Οργανικής Χημείας», ΑΠΘ, θεσσαλονίκη 1983 Νικολάου Ε. Αλεξάνδρου, Αναστάσιου Βάρβογλη, Φαίδωνα Χατζημηχαλάκη, «Εργαστηριακός Οδηγός», Εκδόσεις Ζήτη, Θεσσαλονίκη 1986