술폭시드
Sulfoxide술폭시드는 두 개의 탄소 원자에 부착된 술피닐(SO) 관능기를 포함하는 화합물이다.극성 기능군입니다.술폭시드는 황화물의 산화 유도체이다.중요한 술폭시드의 예로는 갓 다진 마늘의 향을 내는 화합물의 전구체인 알리인과 일반적인 [1]용매인 디메틸 술폭시드(DMSO)가 있습니다.
구조 및 본딩
술폭시드는 비교적 짧은 S-O 거리를 특징으로 한다.DMSO의 경우 S–O 거리는 1.531Ω입니다.유황의 중심은 피라미드형이다. 유황의 각도의 합은 약 306°[3]이다.술폭시드는 일반적으로 구조식 R-S(=O)-R'로 나타나며, 여기서 R과 R'은 유기기다.황과 산소 원자의 결합은 날짜 결합과 편광 이중 [4]결합의 중간입니다.이중 결합 공명 형태는 황 주위에 10개의 전자가 있음을 의미합니다(N-X-L 표기법에서는 10-S-3).S-O 결합의 이중 결합 특성은 C-S 반결합 궤도에 전자 밀도를 기부함으로써 설명될 수 있다("원자가 결합 언어로 비결합" 공명 형태).그럼에도 불구하고 IUPAC는 단순성과 모호성의 결여로 인해 "무결합" 공명 [5]기여자를 호출하는 이중극 구조나 구조보다는 확장된 옥텟 이중 결합 구조를 사용하여 술폭시드를 묘사할 것을 권고한다.S-O 상호작용은 정전기적 측면을 가지며, 산소 중심의 음전하를 갖는 유의한 쌍극자 특성을 일으킨다.
키라리티
황 원자에는 한 쌍의 전자가 존재하여 사면체 전자쌍의 기하학적 형태와 삼각 피라미드 형태를 제공합니다(한 쌍의 4단계, VSEPR 이론 참조).두 유기 잔류물이 다를 경우, 황은 예를 들어 메틸페닐술폭시드의 키랄 중심이다.이 스테레오 중심을 반전시키는 데 필요한 에너지 장벽은 충분히 높아 실온 근처에서 술폭시드가 광학적으로 안정적입니다.즉, 실온에서 라세미네이션 속도가 느립니다.라세미화를 위한 활성화의 엔탈피는 35~42 kcal/mol 범위이며, 활성화의 엔트로피는 -8~+4 cal/mol-K이다.알릴과 벤질 [6]대체기에 대한 장벽은 더 낮다.
준비
술폭시드는 일반적으로 황화물의 산화에 의해 제조되며, 때때로 술폭시화라고도 [7]한다.과산화수소는 대표적인 산화제이지만 과산화수소는 [8]또한 사용되어 왔다.이러한 산화에서는 술폰 형성을 위한 과산화 방지를 위한 주의가 요구된다.예를 들어 디메틸황화물을 디메틸설폭시드로 산화시킨 후 디메틸설폰으로 산화시킨다.비대칭 황화물은 프로키랄이기 때문에 그 산화는 키랄 황산화물을 생성한다.이 프로세스는 반선택적으로 [9][10]수행할 수 있습니다.
아릴술폭시드
산화 경로 외에도 다이알 술폭시드는 산성 촉매를 사용하여 이산화황의 두 가지 프리델-크래프트 아릴화를 통해 제조할 수 있다.
- 2 ArH + SO2 → ArSO2 + HO2
또한 아릴술피닐염화물 및 디알술폭시드 모두3 BiCl, Bi(3OTF), LiClO4 [11][12]또는4 NaClO 등의 루이스산 촉매의 존재 하에서 염화티오닐과 반응하여 아렌에서 제조할 수 있다.
반응
탈산소 및 산소화
술폭시드는 탈산소를 통해 황화물을 얻는다.일반적으로 금속 착체는 화학이론적 환원제로 [13]하이드로실란을 사용하여 반응을 촉매하는 데 사용됩니다.디메틸설폭시드의 탈산소화는 몰리브덴효소인 DMSO 환원효소에 의해 촉매된다.[14]
- OSMe2 + 2 e- + 2 H+ → SMe2 + HO2
산염기 반응
알킬 술폭시드의 α-CH 그룹은 수소화 [15]나트륨과 같은 강력한 염기에 의해 탈양성자화되기 쉽습니다.
- CHS3(O)CH3 + NaH → CHS3(O)CHNa2 + H2
Pummerer 배열에서는 알킬술폭시드가 아세트산 무수물과 반응하여 아세트산에스테르로서 유황에서 인접한 탄소로 산소를 이동시킨다.반응 시퀀스의 첫 번째 단계는 친핵체 역할을 하는 술폭시드 산소와 관련이 있습니다.
제거 반응
술폭시드는 E기구에i 의해 열제거되어 비닐알켄과 술펜산을 [16][17]생성한다.
- CHS3(O) CHCHR22 → CHSOH3 + CH2=C인사
이 산들은 강력한 항산화 물질이지만 장기적인 [18]안정성이 결여되어 있다.따라서 일부 모설폭시드는 항산화 폴리머 안정제로 [19]판매된다.티오디프로피온산에스테르를 기반으로 한 구조가 [20]인기입니다.역반응이 일어날 수 있다.
배위 화학
술폭시드, 특히 DMSO는 전이 금속과 배위 복합체를 형성합니다.금속의 단단하고 부드러운 성질에 따라, 술폭시드는 황이나 산소 원자를 통해 결합합니다.후자는 특히 [21]흔하다.
응용 프로그램 및 발생 항목
DMSO는 널리 사용되는 용제입니다.
술폭시드 관능기는 여러 약에서 발생한다.주목할 만한 것은 양성자 펌프 억제제 오메프라졸의 광학적으로 순수한 형태인 에소메프라졸이다.상업적으로 중요한 또 다른 술폭시드는 아르모다피닐을 포함한다.
아미노산 메티오닌으로부터 메티오닌 술폭시드가 형성되어 그 축적이 노화와 관련된다.DMSO 환원효소는 DMSO와 디메틸설피드의 상호 변환을 촉매합니다.
자연적으로 발생하는 키랄 술폭시드는 알리인 및 아조엔을 포함한다.
추가 정보
- Gama Á, Flores-López LZ, Aguirre G, Parra-Hake M, Hellberg LH, Somanathan R (2003). "Oxidation of sulfides to chiral sulfoxides using Schiff base-vanadium (IV) complexes". Arkivoc. 2003 (11): 4–15. doi:10.3998/ark.5550190.0004.b02.
레퍼런스
- ^ Patai S, Rappoport Z, eds. (1995). Syntheses of Sulphones, Sulphoxides and Cyclic Sulphides. John Wiley & Sons. doi:10.1002/9780470666357. ISBN 9780470666357.
- ^ Yanagisawa S, Itami K (2011). "Palladium/2,2′-bipyridyl/Ag2CO3 catalyst for C–H bond arylation of heteroarenes with haloarenes". Tetrahedron. 67 (24): 4425–4430. doi:10.1016/j.tet.2011.03.093.
- ^ 를 클릭합니다Thomas R, Shoemaker CB, Eriks K (1966). "The Molecular and Crystal Structure of Dimethyl Sulfoxide, (H3C)2SO". Acta Crystallogr. 21: 12–20. doi:10.1107/S0365110X66002263..
- ^ Cunningham TP, Cooper DL, Gerratt J, Karadakov PB, Raimondi M (1997). "Chemical bonding in oxofluorides of hypercoordinate sulfur". Journal of the Chemical Society, Faraday Transactions. 93 (13): 2247–2254. doi:10.1039/A700708F.
- ^ Brecher J (2008). "Graphical representation standards for chemical structure diagrams" (PDF). Pure and Applied Chemistry. 80: 277–410 (on p. 389). doi:10.1351/pac200880020277. hdl:10092/2052. S2CID 98211634.
- ^ Fernández I, Khiar N (September 2003). "Recent developments in the synthesis and utilization of chiral sulfoxides". Chemical Reviews. 103 (9): 3651–705. doi:10.1021/cr990372u. PMID 12964880.
- ^ Roy K (2002). "Sulfones and Sulfoxides". Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. Weinheim: Wiley-VCH. doi:10.1002/14356007.a25_487. ISBN 978-3527306732.
- ^ Johnson CR, Keiser JE (1966). "Methyl Phenyl Sulfoxide". Org. Syntheses. 46: 78. doi:10.15227/orgsyn.046.0078.
- ^ Kagan HB, Chellappan SK, Lattanzi A (2015). "(R)-(+)-Phenyl methyl sulfoxide". E-EROS Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis. doi:10.1002/047084289X.rn00456. ISBN 978-0471936237.
- ^ Holland, Herbert Leslie (1988). "Chiral Sulfoxidation by Biotransformation of Organic Sulfides". Chemical Reviews. 88 (3): 473–485. doi:10.1021/cr00085a002.
- ^ Peyronneau M, Roques N, Mazières S, Le Roux C (2003). "Catalytic Lewis Acid Activation of Thionyl Chloride: Application to the Synthesis of ArylSulfinyl Chlorides Catalyzed by Bismuth(III) Salts". Synlett (5): 0631–0634. doi:10.1055/s-2003-38358.
- ^ Bandgar BP, Makone SS (2004). "Lithium/Sodium Perchlorate Catalyzed Synthesis of Symmetrical Diaryl Sulfoxides". Synth. Commun. 34 (4): 743–750. doi:10.1081/SCC-120027723. S2CID 96348273.
- ^ Shiri L, Kazemi M (2017). "Deoxygenation of Sulfoxides". Res. Chem. Intermed. 43: 6007–6041. doi:10.1016/j.ccr.2014.09.008.
- ^ Sousa SC, Fernandes AC (2015). "Efficient deoxygenation methodologies catalyzed by oxo-molybdenum and oxo-rhenium complexes". Coord. Chem. Rev. 284: 67–92. doi:10.1007/s11164-017-2976-6. S2CID 102494853.
- ^ Iwai I, Ide J (1988). "2,3-Diphenyl-1,3-Butadiene". Organic Syntheses.; Collective Volume, vol. 6, p. 531
- ^ Michael Carrasco, Robert J. Jones, Scott Kamel, H. Rapoport, Thien Truong (1992). "N-(Benzyloxycarbonyl)-L-Vinylglycine Methyl Ester". Organic Syntheses. 70: 29. doi:10.15227/orgsyn.070.0029.
{{cite journal}}
: CS1 maint: 여러 이름: 작성자 목록(링크) - ^ Cubbage, Jerry W.; Guo, Yushen; McCulla, Ryan D.; Jenks, William S. (1 December 2001). "Thermolysis of Alkyl Sulfoxides and Derivatives: A Comparison of Experiment and Theory". The Journal of Organic Chemistry. 66 (26): 8722–8736. doi:10.1021/jo0160625.
- ^ Koelewijn, P.; Berger, H. (2 September 2010). "Mechanism of the antioxidant action of dialkyl sulfoxides". Recueil des Travaux Chimiques des Pays-Bas. 91 (11): 1275–1286. doi:10.1002/recl.19720911102.
- ^ Kröhnke, C. (2016). "Polymer Stabilization". Reference Module in Materials Science and Materials Engineering. doi:10.1016/B978-0-12-803581-8.01487-9. ISBN 978-0-12-803581-8.
- ^ Armstrong, C.; Plant, M.A.; Scott, G. (February 1975). "Mechanisms of antioxidant action: the nature of the redox behaviour of thiodipropionate esters in polypropylene". European Polymer Journal. 11 (2): 161–167. doi:10.1016/0014-3057(75)90141-X.
- ^ Calligaris M (2004). "Structure and Bonding in Metal Sulfoxide Complexes: an Update". Coordination Chemistry Reviews. 248 (3–4): 351–375. doi:10.1016/j.ccr.2004.02.005.