Получаване на сулфиди

Ще разгледаме получаването на сулфиди от органичните съединения с обща формула RSH, наречени още тиоли или меркаптани. Отляво имаме един тиол (меркаптан). И към този тиол добавямe натриев хидроксид (NaOH). Тогава натриевият хидроксид отдава протон на тиола, който във втората стъпка взаимодейства с алкилхалогенида, за да може най-накрая да получим сулфида като продукт. Това тук е сулфидът. Тази реакция е аналогична на синтеза на Уилямсън, при която може да се получи (смесен) етер. Ние вече говорихме за този него в предишните видео уроци. В предишното видео започнахме с алкохола и в първата стъпка направихме така, че той да взаимодейства със силна основа, а във втората с алкилхалогенида, и така получихме етер. Сега нека да продължим и да напишем етера. Така тиолът е серният аналог на алкохола, а сулфидът е серният аналог на етера. Нека да разгледаме начина, по който се получава сулфидът. Ако започнем да чертаем нашия тиол тук ще видим, че въглеродът е свързан със сярата, която пък е свързана с водорода. Имаме две несподелени електронни двойки при сярата. И ако се замислим за разликата в електроотрицателността на въглерода и сярата, няма чак толкова голяма разлика по отношение на числата. Всъщност не можем да кажем, че тук има полярна ковалентна връзка. Нещата са по различни по отношение на алкохола. Поглеждаме към алкохола и казваме, че кислородът има по-голяма електроотрицателност от въглерода. Така кислородът има частичен отрицателен заряд. Свързаният въглерод вляво също има частичен отрицателен заряд. Има голяма разлика в електроотрицателността на алкохолите. При тиолите няма чак толкова голяма разлика. Но тиолите могат да изпълняват ролята на нуклеофили, защото тези несподелени електронни двойки са по-отдалечени от ядрото в сравнение с несподелените електронни двойки на кислорода, защото сярата има по-голям атом. Тези електрони могат по-лесно да се поляризират, а тиолите са отлични нуклеофили. Нека се върнем към темата за механизмите. Добавяме натриев хидроксид като основа. Нека продължим като сложим отрицателен заряд на хидроксилната група. Хидроксидният анион ще действа като основа. Несподелена електронна двойка взима този протон и електроните отиват при сярата. Сега ще запиша спрегнатата основа на тиола. Въглеродът се свързва със сярата, а тя сега има три несподелени електронни двойки, които ѝ дават отрицателен заряд. Той се нарича тиолатен анион. Нека го напишем сега! Тиолатните аниони са много стабилни. Отрицателният заряд на сярата, тъй като тя има голям атом, може да разпространи отрицателния заряд в големи пространства. И така тиолатните аниони са относително стабилни и това ги прави по-кисели от алкохолите. Алкохолите нямат този вид стабилизация, тъй като те са с по-малки размери. Всъщност тиолите са силни киселини. Поради тази причина ние добавяме натриев хидроксид (NaOH), за да депротонизира тиола и да получим тиолатни аниони. Във втората стъпка добавяме алкилхалогенида. Това е алкилхалогенида. Той има поляризирана връзка, нали така? Разликата в електроотрицателността между халогенния и въглеродния атом е доста голяма. Така този халоген получава частичен отрицателен заряд. А този въглерод получава частичен положителен заряд. Тиолите са добри нуклеофили. Тиолатните аниони са по-добри дори от нуклеофилите. Тиолатният анион изпълнява ролята на нуклеофил. Частично положителният въглерод изпълнява ролята на електрофил, а ние ще използваме реакционния механизъм SN2 (нуклеофилни заместителни реакции 2), където силните нуклеофили атакуват електрофилите и бутат електроните към халогена. И така ние получаваме нашия продукт. Това е реакционен механизъм SN2. Остана сярата, която е свързана с две групи с алкилов радикал (R). И те очевидно биха могли да бъдат еднакви, R, или могат да бъдат различни R групи. Така образуваме сулфидите. Нека да дадем пример за получаване на сулфид. Започваме с... Нека да видим. Да започнем с това тук. Добре! Започваме с тази молекула. На първо място добавяме натриев хидроксид към тиола. Продължаваме и пишем натриев хидроксид. Означаваме натрия с положителен заряд, а хидроксилната група с отрицателен заряд. И тогава във втората стъпка добавяме алкилхалогенида. Добавяме алкилхалогенида и така получаваме етил бромид. Нека да помислим какъв ще е механизмът. Знаем, че в първата стъпка имаме реакция между киселина и основа. Електроните на хидроксидния анион... една от тези електронни двойки ще вземе протона... киселинния протон на тиола, а тези електрони отиват при сярата. Ще напиша получения тиолатен анион. Нека го напиша сега. Да видим, какво имаме тук? Имаме един пръстен и една сяра (S). Сега около сярата има три несподелени електронни двойки. Тиолатните аниони са отлични нуклеофили. Поглеждаме към алкилхалогенида R-X. Знаем, че имаме различната електроотрицателност между брома (Br) и въглерода (C). Даваме на брома (Br) частичен отрицателен заряд. Въглеродът ще има частичен положителен заряд. Тиолатните аниони ще действат като нуклеофили. Реакционният механизъм е SN2 и несподелените електронни двойки атакуват електрофила. Нека продължим и получим нашия продукт. Сега имаме пръстен, който е свързан със сярата. Сега сярата е взела още два въглерода, нали така? Само защото тези електрони са изтласкани към брома и ние в крайна сметка присъединяваме етиловата група към сярата. По този начин имаме два въглерода при сярата. Сярата има две несподелени електронни двойки. Така ние получаваме сулфида. Ако трябваше да именуваме този сулфид, това прилича на именуването на етерите. Можем да използваме обичайния начин на наименуване, като ги разгледаме тези като алкилови групи. И ако погледнем надясно – това е етилова група. Продължаваме да ги наименуваме една по една. Мога да кажа, че това е етил, но ако погледнем към алкиловите групи отляво ще видим, че това тук е фенилова група (Бензенов остатък). Това е етил. Също така и фенил, следваме правилото за подреждане по азбучен ред, съгласно което „е” е преди „ф”. И накрая, знаем, че това е сулфид. Мога да завърша с наименованието, като кажа, че това тук е сулфид. Така етилфенилсулфид е името на получения сулфид в тази реакция, аналогична на синтеза на Уилямсън на етери.