Thiomočovina

Thiomočovina je organická sloučenina se vzorcem CS(NH2)2. Je strukturně podobná močovině, oproti které má místo kyslíkového atomu síru, jejich vlastnosti jsou však odlišné značně. Thiomočovina se používá jako reaktant v organické syntéze. Jako „thiomočoviny“ se také obecně označují sloučeniny typu (R1R2N)(R3R4N)C=S; thiomočoviny jsou podobné thioamidům (RC(S)NR2), kde R je organická funkční skupina.

Obecný strukturní vzorec thiomočovin
Thiomočovina

Strukturní vzorec

Model molekuly

Obecné
Systematický název thiokarbonyldiamid
Ostatní názvy thiokarbamid
Funkční vzorec CS(NH2)2
Sumární vzorec CH4N2S
Vzhled bílé krystaly nebo prášek[1]
Identifikace
Registrační číslo CAS 62-56-6
EC-no (EINECS/ELINCS/NLP) 200-543-5
PubChem 2723790
SMILES C(=S)(N)N
InChI 1S/CH4N2S/c2-1(3)4/h(H4,2,3,4)
Číslo RTECS YU2800000
Vlastnosti
Molární hmotnost 76,121 g/mol
Teplota tání 182 °C (455 K)[1]
Teplota varu rozklad[1]
Teplota sublimace 150 až 160 °C (423 až 433 K) (za nízkého tlaku)[1]
Hustota 1,405 g/cm3[1]
Rozpustnost ve vodě 14,2 g/100 ml[1]
Rozpustnost v polárních
rozpouštědlech		 11,9 g/100 g (methanol)
3,6 g/100 g (ethanol), rozpustná v roztoku thiokyanatanu amonného[1]
Rozpustnost v nepolárních
rozpouštědlech		 téměř nerozpustná v diethyletheru[1]
Tlak páry 1,88*10−5 Pa[1]
Povrchové napětí  10,404 mN/m (181 C)[1]
Termodynamické vlastnosti
Standardní molární spalná entalpie ΔH°sp −1482,2 kJ/mol (stálý objem)
−1485,6 kJ/mol (stálý tlak)[1]
Bezpečnost

GHS07

GHS08

GHS09
[1]
Varování[1]
H-věty H302 H351 H361d H411[1]
P-věty P201 P202 P264 P270 P273 P281 P301+312 P308+313 P330 P391 P405 P501[1]
Není-li uvedeno jinak, jsou použity
jednotky SI a STP (25 °C, 100 kPa).
Některá data mohou pocházet z datové položky.

Struktura

Molekula thiomočoviny je rovinná. Vazba C=S má délku 171 pm a průměrná délka vazeb C-N činí 133 pm.[2]

Zeslabení vazby C-S bond C-N pí vazbou naznačuje menší délka vazby C=S u thiobenzofenonu (163 pm).

Thiomočovina má dva tautomery, přičemž ve vodných roztocích převažuje thionová forma; rovnovážná konstanta Keq je podle výpočtů 0,001 04.[3]

Thiolová forma, také nazývaná isothiomočovina, vytváří deriváty jako jsou například isothiouroniové soli.

Výroba

Ročně se vyrobí kolem 10 000 tun thiomočoviny. Thiomočovinu lze získat z thiokyanatanu amonného, častěji se ovšem vyrábí reakcí sulfanu s kyanamidem vápenatým za přítomnosti oxidu uhličitého.[4]

Použití

Prekurzor thioxosloučenin

Samotná thiomočovina nemá mnoho využití. Nejčastěji se používá jako prekurzor dioxidu thiomočoviny,používaného jako redukční činidlo v textilním průmyslu.[4]

Hnojivo

Thiomočovina může být použita jako hnojivo, obzvláště v případech environmentálního stresu.[5]

Ostatní použití

Thiomočovina se také používá na výrobu pryskyřičných zpomalovačů hoření a urychlovačů vulkanizace.

Thiomočovina je také složkou diazopapírů a fotografických papírů citlivých na světlo.

Thiomočovina je také látkou využívanou při některých pokovovacích metodách.[6]

Reakce

Thiomočovina se při zahřátí nad 130 °C mění na thiokyanatan amonný. Při ochlazení dochází k přeměně amonné soli zpět na thiomočovinu.

Reduční činidlo

Thiomočovina redukuje peroxidy na odpovídající dioly.[7]

Meziproduktem je nestabilní endoperoxid.

Redukce cyklického peroxidu

Thiomočovinu lze také zapojit do redukční ozonolýzy vytvářející karbonylové sloučeniny.[8]

Při této reakci je možné použít také dimethylsulfid, který je však velmi těkavý (teplota varu 37 °C) a má nepříjemný zápach, zatímco thiomočovina je bez zápachu a netěkavá (díky své polaritě).

Redukční štěpení produktu ozonolýzy

Zdroj sulfidových iontů

Thiomočovina může být použita jako zdroj sulfidových iontů, například při přeměně halogenalkanů na thioly. Reakce využívá vysokou nukleofilitu sirného centra a snadné hydrolýzy izothiouroniové soli:

CS(NH2)2 + RX → RSC(NH2) +
2 X−
RSC(NH2) +
2 X− + 2 NaOH → RSNa + OC(NH2)2 + NaX + H2O
RSNa + HCl → RSH + NaCl

V následujícím případě vzniká z 1,2-dibromethanu ethan-1,2-dithiol:[9]

C2H4Br2 + 2 SC(NH2)2 → [C2H4(SC(NH2)2)2]Br2
[C2H4(SC(NH2)2)2]Br2 + 2 KOH → C2H4(SH)2 + 2 OC(NH2)2 + 2 KBr

Podobně jako ostatní thioamidy může být thiomočovina použita jako zdroj sulfidových iontů pomocí reakce s kovovými ionty; například její reakcí s rtuťnatými solemi se tvoří sulfid rtuťnatý:

Hg2+ + SC(NH2)2 + H2O → HgS + OC(NH2)2 + 2 H+

Tyto sulfidační reakce, tedy přípravy sulfidů kovů, vyžadují vodní prostředí a obvykle také zahřívání reakční směsi.[10][11]

Příprava heterocyklů

Thiomočoviny jsou stavebními prvky pyrimidinových derivátů. Kondenzují s β-dikarbonylovými sloučeninami.[12] Aminová skupina thiomočoviny kondenzuje s karbonylem, poté dochází k cyklizaci a tautomerizaci. Desulfurizací se poté vytváří pyrimidin.

Podobně lze připravit aminothiazoly reakcemi thiomočoviny s α-haloketony.[13]

Z thiomočoviny se vyrábí léčiva kyselina thiobarbiturová a sulfathiazol.[4] 4-Amino-3-hydrazino-5-merkapto-1,2,4-triazol se vyrábí reakcí thiomočoviny s hydrazinem.

Kurnakovova reakce

Thiomočovina je reaktantem při Kurnakovově reakci používané k odlišení cis- a trans- izomerů některých rovinných komplexů platiny. Objevil ji Nikolaj Kurnakov v roce 1893 a stále se používá.[14]

Odkazy

Reference

V tomto článku byl použit překlad textu z článku Thiourea na anglické Wikipedii.

  1. Thiourea. pubchem.ncbi.nlm.nih.gov [online]. PubChem [cit. 2021-05-24]. Dostupné online. (anglicky)
  2. D. Mullen; E. Hellner. A Simple Refinement of Density Distributions of Bonding Electrons. IX. Bond Electron Density Distribution in Thiourea, CS(NH2)2, at 123K. Acta Crystallographica. 1978, s. 2789–2794. DOI 10.1107/S0567740878009243.
  3. P. E. Allegretti; E. A. Castro; J. J. P. Furlong. Tautomeric equilibrium of amides and related compounds: theoretical and spectral evidences. Journal of Molecular Structure: THEOCHEM. 2000, s. 121–126. DOI 10.1016/S0166-1280(99)00294-8.
  4. Bernd Mertschenk; Ferdinand Beck; Wolfgang Bauer. Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. [s.l.]: Wiley-VCH, 2002. ISBN 3527306730. DOI 10.1002/14356007.a26_803. Kapitola Thiourea and Thiourea Derivatives.
  5. Abdul Wahid. Thiourea: A Molecule with Immense Biological Significance for Plants. International Journal of Agriculture and Biology. 2017-08-01, s. 911–920. Dostupné online. ISSN 1560-8530. DOI 10.17957/ijab/15.0464.
  6. 81st Universal Metal Finishing Guidebook. International Metal Finishing, Guidebook and Directory Issue. 2013, s. 285. Dostupné v archivu pořízeném dne 2017-11-17. ISSN 0026-0576. Archivováno 17. 11. 2017 na Wayback Machine
  7. C. Kaneko; A. Sugimoro; S. Tanaka. A facile one-step synthesis of cis-2-cyclopentene and cis-2-cyclohexene-1,4-diols from the corresponding cyclodienes. Synthesis. 1974, s. 876–877. DOI 10.1055/s-1974-23462.
  8. D. Gupta; G. Soman; S. Dev. Thiourea, a convenient reagent for the reductive cleavage of olefin ozonolysis products. Tetrahedron. 1982, s. 3013–3018. DOI 10.1016/0040-4020(82)80187-7.
  9. SPEZIALE, A. J. Ethanedithiol. Org. Synth.. 1963. Dostupné online. (anglicky); Coll. Vol.. S. 401. (anglicky)
  10. An efficient precursor to synthesize various FeS2 nanostructures via a simple hydrothermal synthesis method. CrystEngComm. 2016, s. 6262–6271. DOI 10.1039/c6ce01203e.
  11. Facile Cd−Thiourea Complex Thermolysis Synthesis of Phase-Controlled CdS Nanocrystals for Photocatalytic Hydrogen Production under Visible Light. The Journal of Physical Chemistry C. 2007, s. 17527–17534. DOI 10.1021/jp076566s.
  12. FOSTER, H. M., AND SNYDER, H. R. 4-Methyl-6-hydroxypyrimidine. Org. Synth.. 1963. Dostupné online. (anglicky); Coll. Vol.. S. 638. (anglicky)
  13. R. M. Dodson; L. C. King. The reaction of ketones with halogens and thiourea. Journal of the American Chemical Society. 1945, s. 2242–2243. DOI 10.1021/ja01228a059. PMID 21005695.
  14. George B. Kauffman. Nikolaĭ semenovich kurnakov, the reaction (1893) and the man (1860–1941) a ninety-year retrospective view. Polyhedron. 1983-01-01, s. 855–863. Dostupné online. ISSN 0277-5387. DOI 10.1016/S0277-5387(00)81400-X.

Literatura
  • The Chemistry of double-bonded functional groups. Redakce Patai S.. New York: John Wiley & Sons, 1977. Dostupné online. ISBN 0-471-92493-8. S. 1355–1496. (anglicky)

Související články

Externí odkazy
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.