Сераорганические соединения

вещества, содержащие в молекуле связь углерод — сера. С. с. многочисленны и разнообразны; сера, наряду с водородом, кислородом, азотом и галогенами, — один из основных элементов-органогенов. В С. с. атом S может находиться в любой характерной для него степени окисления: S (-2), S (+4) и S (+6). Главные типы С. с. (R, R', A_r — органический остаток): 1) содержащие S (-2) — Меркаптаны (тиоспирты) RSH, Тиофенолы A_rSH, тиоальдегиды R — CH=S и тиокетоны R — CS — R', Тиокислоты Сульфиды) R — S — R', ди- и полисульфиды R — S_x — R' (x ≥ 2), соли сульфония RR'S⁺X ^— (X — анион, например Cl ^—; см. Ониевые соединения), серосодержащие гетероциклы, например Тиофен, а также многочисленные соединения различных классов, несущие серосодержащую группировку, например меркаптоаминокислоты; 2) С. с., содержащие S (+4), — сульфиновые кислоты ₃H и сульфоны R — SO₂ — R'.

Основные методы синтеза С. с. основаны на реакциях органических соединений с элементарной серой или её простейшими неорганическими соединениями:

H₂S, Na₂S, NaSH, SCI₂, SO₂, SO₃, H₂SO₄.

Ниже приведены схемы некоторых реакций:

Ar — H + H₂SO₄ → ArSO₃H + H₂O

Большое значение имеют также методы, основанные на взаимных превращениях С. с.

К С. с. принадлежат многие важные природные вещества, например аминокислоты Цистеин и Метионин, ряд коферментов (См. Коферменты) (кофермент А, липоевая кислота), витаминов (тиамин, биотин), антибиотиков (например, Пенициллины). Сульфгидрильные группы цистеина играют важную роль в активном центре многих ферментов. Дисульфидные связи цистина, образующиеся в результате связывания двух остатков цистеина, участвуют в поддержании пространственной структуры белков (См. Белки) и пептидов. К С. с. относятся также многочисленные лекарственные и физиологически активные синтетические вещества, в том числе Сульфаниламидные препараты, Радиозащитные средства (цистамин, цистафос и др.), инсектофунгициды и ростовые вещества, отравляющие вещества (иприт), Красители различных классов — сернистые, некоторые анилиновые, антрахиноновые, фталоцианиновые. Как С. с. можно рассматривать и некоторые высокомолекулярные соединения, например Полисульфидные каучуки (тиоколы); на образовании С. с. основана Вулканизация каучуков серой (и сё производными). С. с. используются в качестве ингибиторов полимеризации и окисления, стабилизаторов полимерных материалов (меркаптобензимидазол и др.), растворителей (тетраметиленсульфон, диметилсульфоксид). Соли органических сульфокислот применяют как поверхностно-активные вещества (Моющие средства). Многие С. с., например ароматические сульфокислоты, — важные полупродукты основного органического синтеза.

Б. Л. Дяткин.

содержат серу, связанную с орг. остатками с помощью связей СЧS или через гетероатомы, чаще всего О и N. Большое разнообразие С. с. обусловлено специфич. св-вами серы. Наиб. многочисленны С. с., содержащие S(II). К ним относят тиолы (меркаптаны), сульфиды органические (тиоэфиры), дисульфиды органические, полисульфиды органические, олефинов тио-оксиды, производные сулъфеновых кислот, тиокарбонилъные соединения, разл. производные тиокарбоновых кислот и тиоуголъных кислот, а также гетероароматич. соединения, из к-рых важнейшие -тиофен и тиазол.

С. с., содержащие S(III), включают сульфониевые соединения, а также илиды серы (см. Илиды). Формально такую же степень окисления, но с иным типом гибридизации имеют гетероциклич. катионы -тиопирилия соли, дитиолия соли и мезоионные соединения с атомом S в цикле.

Атом S (IV) содержат сульфураны, сульфоксиды, сульфины RR'C = S = O, производные сульфиновых кислот и сульфиты органические, а также сулъфимиды RR'S = NR:, амино-сульфиты RR'NS(O)OR:, тиосульфиты RSS(O)OR', дитио-сулъфиты RSS(O)SR', N-сульфиниламины RN = S = O, диимины серы RN = S=NR. Вопрос о природе связи S = O в описанных соед. не вполне ясен из-за сильной поляризации, которая в предельном случае выражается ф-лой:

SЧО.

К С. с., содержащим S(VI), относят сульфоны, сульфены RR'C=SO₂, сульфаты органические, азотсодержащие аналоги сульфонов-сульфоксимиды RR'S(O)=NR: и сульфо-диимиды RR'S(=NR:)₂, производные триоксида серы-N-сульфониламины RN=SO₂. К соед. S(IV) и S(VI) относят также производные тиофена-S-оксиды, S-имины и S,S-диоксиды (последние соед. лишены ароматич. св-в).

С. с. легко образуют разл. комплексы, в к-рых играют роль донорных лигандов; благодаря невысоким значениям электроотрицательности и сродства к электрону атома S из С. с. генерируются S-центрир. катионы, анионы, радикалы и ион-радикалы; эти же св-ва S в сочетании с высокой поляризуемостью обеспечивают ярко выраженный стабилизирующий эффект атома S и групп, ее содержащих, на соседний катионный, анионный или радикальный центр (см., напр., Тиилъные радикалы).

С. с. широко распространены в природе и играют важную роль в жизнедеятельности животных и растит. организмов. Среди них аминокислоты-цистеин, цистин и метионин, витамины-тиамин, биотин, липоевая к-та, кофермент А. Многие природные и синтетические С. с. используют как лек. препараты, напр. b-лактамные антибиотики пенициллин и цефалоспорин, их полусинтетич. аналоги, а также сульфаниламидные препараты.

Источники С. с. - высокосернистые нефти, кам.-уг. и сланцевая смолы, прир. газ нек-рых месторождений.

С. с. применяют в пром-сти и с. х-ве как красители, экстрагенты, моющие ср-ва, мономеры, антиоксиданты, регуляторы вулканизации и полимеризации, р-рители, полупродукты, присадки к маслам, пестициды и ветеринарные препараты.

Многие С. с. - экологически опасные соединения. Наиб. токсичны летучие низшие тиолы. В целом токсичность С. с. понижается в ряду: тиолы > сульфиды > сульфоксиды > > сульфоны.

Лит.: Янг Л., Моу Дж.,Метаболизм соединений серы, пер. с англ., М., 1961; Оаэ Сигеру, Химия органических соединений серы, пер. с япон., М., 1975; Общая органическая химия, пер. с англ., т. 5, М., 1983, с. 130-707; Уждави-ниЭ. Р., Токсикология органических соединений серы, Рига, 1986; Химия органических соединений серы. Общие вопросы, под ред. Л. И. Беленького, М., 1988. Л. И. Беленький.