Αιθανοθειόλη

Η αιθανοθειόλη (αγγλικά: Ethanethiol), γνωστή και ως αιθυλομερκαπτάνηΓια εναλλακτικές ονομασίες και συμβολισμούς δείτε τον πίνακα πληροφοριών. είναι οργανική χημική ένωση, με μοριακό τύπο C2H6S, αν και παριστάνεται συχνά και με τους τύπους CH3CH2SH, C2H5SH και EtSH. Αποτελεί το θειούχο ανάλογο της αιθανόλης. 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 πτητικότερη από την αιθανόλη, εξαιτίας της μη ύπαρξης σε αυτήν (την αιθανοθειόλη) δεσμών υδρογόνου, όπως συμβαίνει στην περίπτωση της αιθανόλης.

Η αιθανοθειόλη είναι τοξική σε υψηλές συγκεντρώσεις. 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 είναι αβλαβής.

Με βάση το χημικό τύπο της, C2H6S, έχει ένα (1) ισομερές θέσης, το διμεθυλοθειαιθέρα (Me2S).

 Οσμή 
Οι άνθρωποι μπορούν να ανιχνεύουν ατμούς της σε πολύ μικρές συγκεντρώσεις, ως και 2,8 ppb. Η οσμή της θυμίζει πράσα, κρεμμύδια ή μαγειρευμένα 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»Η ελάχιστη συγκέντρωση που απαιτείται για να είναι εφικυή η ανίχνευση μιας ουσίας, αν και πιθανότατα οι υπεύθυνοι της έκδοσης αγνοούσαν ότι υπάρχουν ουσίες με ακόμη χαμηλότερο 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 διέρρεε 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.

 Ονοματολογία 
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.

 Μοριακή δομή 
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.
ΔεσμοίΤα δεδομένα προέρχονται εν μέρει από το «Table of periodic properties of the Ellements», Sagrent-Welch Scientidic Company και Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, Σελ. 34.Δεσμόςτύπος δεσμούηλεκτρονική δομήΜήκος δεσμούΙονισμόςC-Hσ2sp³-1s109 pm3% C- H+C-Cσ2sp³-2sp³154 pmC-Sσ2sp³-3sp³150 pm1,5‰ C+ S-S-Hσ2sp³-1s136 pm3,6% H+ S-Κατανομή φορτίων σε ουδέτερο μόριοC#2 -0,09C#1 -0,0585S -0,0375Η (C-H) +0,03Η (S-H) +0,036

 Ιστορία 
Η αιθανοθειόλη αρχικά αναφέρθηκε ότι παράχθηκε από το Δανό Γουΐλλιαμ Κρίστοφερ Ζεΐς (William Christopher Zeise) το 1834Zeise, William Christopher (1834). "Sur le Mercaptan; avec des Observations sur d'autres produits resultant de l'Action des Sulfovinates ainsi que de l'Huile de vin, sur des sulfures metalliques". Annales de Chimie et de Physique 56: 87–97.. 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 νατρίουRegnault, V (1840). "Ueber die Einwirkung des Chlors auf die Chlorwasserstoffäther des Alkohols und Holzgeistes und über mehrere Punkte der Aethertheorie". Ann. 34: 24–52. doi:10.1002/jlac.18400340103.Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.266, §11.2Α1.:

 Παραγωγή 
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 αλουμίναNorell, John; Louthan, Rector P. (1988). "Thiols". Kirk-Othmer Concise Encylclopedia of Chemical Technology (3rd ed.). New York: John Wiley & Sons, Inc. pp. 946–963. ISBN 978-0471801047. ή το διοξείδιο του θορίουΑσκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.266, §11.2Α2.:

 Χημικές ιδιότητες και παράγωγα 
Η αιθανοθειόλη αποτελεί αντιδραστήριο για την οργανική σύνθεση. Παρουσία υδροξειδίου του νατρίου (NaOH), δίνει ποσοτικά αιθυλοθειούχο ανιόν (EtS−), που αποτελεί ισχυρό πυρηνόφιλο.

 Οξεοβασικές ιδιότητες 

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 νατρίουΑσκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.269, §11.6B1.:

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:Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.269, §11.6B2.
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.

 Θειολεστέρες 

Όπως οι αλκοόλες παράγουν εστέρες με οξέα, έτσι και οι θειόλες παράγουν θειολεστέρες με αυτά. Π.χ. με επίδραση καρβοξυλικών οξέων σε αιθανοθειόληΑσκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.269, §11.6B3.:

 Αντιδράσεις προσθήκης 

 Θειοκετάλες 

Με επίδραση καρβονυλικών ενώσεων παράγονται θειοκετάλεςΑσκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.269, §11.6B4.:

 Προσθήκη σε οξιράνιο 
Με επίδραση σε οξιράνιο παράγεται 2-αιθυλοθειαιθανόληΝ. Αλεξάνδρου, Α. Βάρβογλη, Δ. Νικολαΐδη: Χημεία Ετεροχημικών Ενώσεων, Θεσσαλονίκη 1985, §2.1., σελ. 16-17, εφαρμογή γενικής αντίδρασης για Nu = CH3S-.:
44x44εσ|Οξιράνιο

 Οξειδοαναγωγικές αντιδράσεις 

 Αιθανοσουλφονικό οξύ 
Η αιθανοδιόλη μπορεί να οξειδωθεί σχηματίζοντας αιθανοσουλφονικό οξύ (CH3CH_2SO3H), χρησιμοποιώντας ισχυρά οξειδωτικά μέσα.

Γενικά:Ειδικότερα παραδείγματα:Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.269, §11.6B6.

 Παραγωγή δισουλφιδίου 
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:Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.269, §11.6B5.

 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.
 Περαιτέρω οξείδωση του διθειαιθέρα παράγει αιθανοσουλφονικό οξύ:

 Αιθάνιο 

1. Με επίδραση φωσφορώδη τριαιθυλεστέρα [(CH3CH2O)3P] παράγεται αιθάνιο (CH3CH3)Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.269, §11.6B7.:

2. Με επίδραση υδρογόνου και με καταλύτη νικέλιο (αποθείωση με μέθοδο Raney) παράγεται επίσης αιθάνιο (CH3CH3)Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.269, §11.6B8.:

 Επίδραση καρβενίων 
Παρεμβολή καρβενίων, π.χ. με μεθυλενίου παράγονται 1-προπανοθειόλη, 2-προπανοθειόλη και αιθυλομεθυλοθειαιθέραςΑσκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 155, §6.7.3, R = CH2SH.:

 Εφαρμογές 
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 εξόρυξης η αιθανοθειόλη απελευθερώνεται στον εξαερισμό των ορυχείων ως οσμικό σήμα συναγερμού. Αυτό συνήθως επιβάλλεται από την κείμενη νομοθεσία πολλών κρατών.

 Παρατηρήσεις, υποσημειώσεις και αναφορές 

 Πηγές πληροφόρησης 

 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

Κατηγορία:Αλκανοθειόλες
Κατηγορία:C2
Κατηγορία:Αρωματικές ύλες