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.
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.
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 S- алкилтиурониевой соли. Расщепление S- алкилтиурониевой 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:
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 свойства. Существенным отличием тиолов от спиртов является их легкая окисляемость. Тиолы чаще всего выступают как нуклеофильные реагенты в реакциях замещения и присоединения.
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 : Основные свойства тиолов по отношению к протону практически отсутствуют C 2 H 5 SH + NaOH →C 2 H 5 SNa + H 2 O
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
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 S- тиокислот 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.
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:
Антиоксиданты тиолы, применяемые при многих заболеваниях, в сочетании с витамином В12 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 В12 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 В12, который входит в состав многих мультивитаминных комплексов, назначаемых больным для поддерживающей терапии. Совместный приём тиолов и В12 может вызвать повреждение тканей и органов или как минимум ослабить лечебный эффект. Но это свойство может оказаться полезным, если повреждать нужно опухолевые клетки.
