सल्फाइड (जैविक)

नीले चिह्नित कार्यात्मक समूह के साथ एक सल्फाइड की सामान्य संरचना।

कार्बनिक रसायन विज्ञान में, एक कार्बनिक सल्फाइड (ब्रिटिश अंग्रेजी सल्फाइड) या थियोईथर संयोजकता के साथ एक ऑर्गनोसल्फर कार्यात्मक समूह है। R−S−R' जैसा कि दाईं ओर दिखाया गया है। कई अन्य सल्फर युक्त यौगिकों की तरह, वाष्पशील कार्बनिक यौगिक सल्फाइड में दुर्गंध होती है। एक सल्फाइड एक ईथर के समान होता है सिवाय इसके कि इसमें ऑक्सीजन के स्थान पर एक सल्फर परमाणु होता है। आवर्त सारणी में ऑक्सीजन और सल्फर के समूहीकरण से पता चलता है कि ईथर और सल्फाइड के रासायनिक गुण कुछ हद तक समान हैं, हालांकि व्यवहार में यह किस हद तक सही है, यह आवेदन के आधार पर भिन्न होता है।

नामकरण

सल्फाइड को कभी-कभी थियोइथर कहा जाता है, खासकर पुराने साहित्य में। दो कार्बनिक पदार्थों को उपसर्गों द्वारा दर्शाया गया है। (सीएच₃)₂S को डाइमिथाइल सल्फाइड कहा जाता है। संबंधित ईथर के लिए सामान्य नाम को संशोधित करके कुछ सल्फाइड का नाम दिया गया है। उदाहरण के लिए, सी₆H₅अनुसूचित जाति₃ मिथाइल फेनिल सल्फाइड है, लेकिन इसे आमतौर पर थियोनिसोल कहा जाता है, क्योंकि इसकी संरचना एनीसोल, सी से संबंधित है₆H₅और₃.

ट्रिवल नाम थिओथर के लिए रसायन विज्ञान में आधुनिक व्यवस्थित नामकरण सल्फान है।

संरचना और गुण

सल्फाइड एक कोणीय कार्यात्मक समूह है, C–S–C कोण 90° तक पहुंच रहा है C–S बांड लगभग 180 पीकोमीटर हैं। प्रोटोटाइप, डाइमिथाइलसल्फ़ाइड के लिए, C-S-C कोण 99° है, जो ईथर में C-O-C कोण (~110°) से छोटा है। डाइमिथाइल सल्फाइड में C-S की दूरी 1.81 Å है। सल्फाइड्स को उनके मजबूत गंधों की विशेषता है, जो थिओल गंध के समान हैं। यह गंध वाष्पशील सल्फाइड के अनुप्रयोगों को सीमित करती है। उनके भौतिक गुणों के संदर्भ में वे ईथर के समान हैं, लेकिन कम अस्थिर, उच्च पिघलने और कम हाइड्रोफिलिक हैं। ये गुण द्विसंयोजक सल्फर केंद्र की ध्रुवीकरण क्षमता से अनुसरण करते हैं, जो ईथर में ऑक्सीजन के लिए उससे अधिक है।

थियोफेनिस

थियोफेन्स सल्फाइड युक्त हेट्रोसायक्लिक यौगिकों का एक विशेष वर्ग है। उनके सुगंधित चरित्र के कारण, वे गैर-न्यूक्लियोफ़िलिक हैं। सल्फर पर गैर बंधन वाले इलेक्ट्रॉनों को π-प्रणाली में विभाजित किया जाता है। एक परिणाम के रूप में, थियोफीन एक सल्फाइड के लिए अपेक्षित कुछ गुणों को प्रदर्शित करता है - थियोफीन सल्फर में गैर-न्यूक्लियोफिलिक है और वास्तव में, मीठी-महक है। हाइड्रोजनीकरण पर, थियोफीन टेट्राहाइड्रोथियोफेनी, सी देता है₄H₈एस, जो वास्तव में एक विशिष्ट सल्फाइड के रूप में व्यवहार करता है।

घटना और अनुप्रयोग

जीव विज्ञान में सल्फाइड महत्वपूर्ण हैं, विशेष रूप से एमिनो एसिड मेथिओनाइन और कॉफ़ेक्टर (जैव रसायन) बायोटिन में। पेट्रोलियम में सल्फाइड सहित कई ऑर्गनोसल्फर यौगिक होते हैं। पॉलीफेनिलीन सल्फाइड एक उपयोगी उच्च तापमान वाला प्लास्टिक है। कोएंजाइम एम, CH
₃SCH
₂CH
₂SO⁻
₃, मीथेनोजेनेसिस की प्रक्रिया के माध्यम से मीथेन (यानी प्राकृतिक गैस) का अग्रदूत है।

चयनित थायोईथर, बाएं से: डाइमिथाइलसल्फ़ाइड, कोएंजाइम-एम, अमीनो एसिड मेथियोनाइन, विटामिन बायोटिन, और इंजीनियरिंग प्लास्टिक पॉलीफ़ेनिलीन सल्फाइड।

तैयारी

सल्फाइड आमतौर पर थिओल्स के क्षारीकरण द्वारा तैयार किए जाते हैं:

${\ce {R-Br + HS-R' -> R-S-R' + HBr}}$

ऐसी प्रतिक्रियाएं आमतौर पर आधार की उपस्थिति में आयोजित की जाती हैं, जो थिओल को अधिक न्यूक्लियोफिलिक थियोलेट में परिवर्तित करती है। समान रूप से, ऑर्गेनोलिथियम अभिकर्मकों के साथ डाइसल्फ़ाइड्स की प्रतिक्रिया से थियोईथर उत्पन्न होते हैं:

${\ce {R^3 CLi + R^1 S-SR^2 -> R^3 CSR^1 + R^2 SLi}}$

ग्रिग्नार्ड अभिकर्मकों से शुरू होने वाली समान प्रतिक्रियाओं को जाना जाता है।

वैकल्पिक रूप से, थिओल-एनी प्रतिक्रिया में थिओल को एक एल्केन में जोड़कर सल्फाइड को संश्लेषित किया जा सकता है:

${\ce {R-CH=CH2 + HS-R' -> R-CH2-CH2-S-R'}}$

यह प्रतिक्रिया अक्सर photoinitiator से उत्पन्न मुक्त कणों द्वारा उत्प्रेरित होती है। सल्फाइड को कई अन्य तरीकों से भी तैयार किया जा सकता है, जैसे पुमेरर पुनर्व्यवस्था। Trialkysulfonium लवण एक छोड़ने वाले समूह के रूप में डायलकाइल सल्फाइड के साथ न्यूक्लियोफाइल के साथ प्रतिक्रिया करता है:

${\ce {Nu- + R^3 S+ -> Nu-R + R^2 -S-R^1}}$

इस प्रतिक्रिया का उपयोग जैविक प्रणालियों में एल्काइल को स्थानांतरित करने के साधन के रूप में किया जाता है। उदाहरण के लिए, एस-एडेनोसिल मेथियोनीन|एस-एडेनोसिलमेथियोनाइन जैविक एसएन2 प्रतिक्रिया|एस_N2 प्रतिक्रियाएँ।

थियोईथर के संश्लेषण के लिए एक असामान्य लेकिन अच्छी तरह से परीक्षण की गई विधि में सल्फर डाइक्लोराइड के एस-सीएल बांड में विशेष रूप से ईथीलीन के अलावा एल्केन्स शामिल हैं। बीआईएस (2-क्लोरोइथाइल) सल्फाइड, एक मस्टर्ड गैस के उत्पादन में इस विधि का उपयोग किया गया है:

SCl₂ + 2 C₂H₄ → (ClC₂H₄)₂S

प्रतिक्रियाएं

ऑक्सीकरण

जबकि, सामान्य तौर पर, ईथर ऑक्सीजन पर गैर-ऑक्सीकरण योग्य होते हैं, सल्फाइड को आसानी से सल्फोक्साइड में ऑक्सीकृत किया जा सकता है (R−S(=O)−R), जो स्वयं आगे सल्फोन में ऑक्सीकृत हो सकते हैं (R−S(=O)₂−R). हाइड्रोजन पेरोक्साइड एक विशिष्ट ऑक्सीडेंट है। उदाहरण के लिए, डाइमिथाइल सल्फाइड (S(CH₃)₂) को निम्नानुसार ऑक्सीकृत किया जा सकता है:

$\mathbf {:} {\ce {S(CH3)2 + H2O2 -> OS(CH3)2 + H2O}}$

${\ce {OS(CH3)2 + H2O2 -> O2S(CH3)2 + H2O}}$

अल्काइलेशन

ईथर को केवल कठिनाई के साथ ऑक्सीजन पर अल्केलेटेड किया जा सकता है, लेकिन सल्फाइड को स्थिर सल्फोनियम लवण देने के लिए आसानी से अल्काइलेट किया जाता है, जैसे ट्राइमेथिलसल्फोनियम आयोडाइड:

${\ce {S(CH3)2 + CH3I -> [S(CH3)3]+I-}}$

संक्रमण धातुओं के लिए बंधन

उनके आसान क्षारीकरण के अनुरूप, सल्फाइड धातुओं को संक्रमण धातु थियोथर कॉम्प्लेक्स बनाने के लिए बांधते हैं। उन्हें एचएसएबी लिगेंड के रूप में वर्गीकृत किया गया है, लेकिन धातुओं के लिए उनकी आत्मीयता सामान्य फॉस्फीन से कम है। चेलेटिंग थियोइथर ज्ञात हैं, जैसे कि 1,4,7-ट्रिथियासाइक्लोनोनेन।

हाइड्रोजेनोलिसिस

सल्फाइड कुछ धातुओं की उपस्थिति में हाइड्रोजनोलिसिस से गुजरते हैं:

${\ce {R-S-R' + 2 H2 -> RH + R'H + H2S}}$

रेनी निकल कार्बनिक संश्लेषण में स्टोइकोमेट्रिक प्रतिक्रियाओं के लिए उपयोगी है जबकि मोलिब्डेनम-आधारित उत्प्रेरक का उपयोग हाइड्रोडीसल्फराइजेशन नामक प्रक्रिया में पेट्रोलियम अंशों को मीठा करने के लिए किया जाता है।