含磷和含硫有机化合物

§12—2 含硫有机物
一、 低价含硫化合物——硫醇、硫酚、硫醚和二硫化物
1． 结构和命名
S 原子可形成与氧相似的低价含化合物。
R-SH
SH R-S-R R-S-S-R
硫醇 硫酚 硫醚 二硫化物
—SH官能团， 叫做硫氢基或巯基。
硫醇、硫酚、硫醚的命名与相应的含氧化物相似，只是在母体前加硫字。
CH 3SH
硫醇、硫酚的酸性增强，可解释如下：
a． 可从S、O原子的价电子处于不同的能级来解释。3p-1s, 2p-1s。 b．也可从S原子体积大，电荷密度小，拉质子能力差来解释。
c. 还可从键能说明：O-H，462.8 KJ/mol；S-H，347.3 KJ/mo。
⑵氧化反应
a．硫醇的缓和氧化#
[O]
§12—2 含硫有机物
O 磺酸
O 硫酸氢酯
物性 容于水，易潮解，强酸，强碱。 常在染料和药物中引入磺酸基
反应
浓H2SO4
ClSO 3H
氯磺酸
SO3H
P Cl3 170℃
SO3H
SO2Cl
RONHH-2 SO2Cl
EtOH
SO2NHR N-取代的磺酰胺 SO2OEt 磺酸酯
+ SO3H H2O
H+ 加压 160℃
#
SO2Na NaOH
甲硫醇
2． 物理性质
⑴ 硫醇
SH
苯硫酚
CH3SCH 3
甲硫醚
CH 3-S-S-CH 3
二硫化二甲基
分子量较低的硫醇有毒，并有难闻的嗅味。 水溶性比相应的醇低得多。 沸点比相应的醇低得多，与分子量相应的硫醚相近。
沸点
乙硫醇 （62）
37℃
甲硫醚 （62）
38℃
乙醇 （46）
78℃
⑵ 硫酚 无色液体，气味难闻。沸点比相应的酚低。 #
⑶ 生成重金属盐 2RSH + HgO (RS)2Hg↓ 白+ H2O
2CH2CHCH2 + Hg2+
SH SH OH
CH2CHCH2OH
SS
Hg 螯合物
SS
#
HOCH2CHCH2
§12—2 含硫有机物
二、 磺酸及其衍生物——高价含硫有机物
1． 磺酸
O
O
通式：RSO3H
R-S-OH RO-S-OH
ONa H+
§12—2 含硫有机物 OH
2．衍生物 磺胺类药物
H2N
COOH
H2N
SO3NH2
H2N N HN O
N
N CH2 HN
O C--NHCHCH2CH2COOH
对氨基苯甲酸
COOH
#
叶酸
三、Fra Baidu bibliotek子交换树脂
1．离子交换树脂的结构
§12—2 含硫有机物
一部分是具有交联结构的高分子骨架。 组成
另一部分是具有进行离子交换能力的活性基团
CH3COOH
H3C H3C
S
O O
#
§12—2 含硫有机物
[O] S
O [O]
S
O S
O
二甲亚砜的介电常数（ε= 45），是优良的非质子极性溶剂
E+ Nu- + nMe2SO
Me 2 +S O-
-OS+Me 2 E O- S+Me 2
E+ = Na+
Nu- = OH- ； NH2- ； CN- 等
2R-SH [H] R-S-S-R [O]： I2 ；H2O2 ；弱氧化剂
R-S-H R-S
R-S-S-R 生物体内非常重要的氧化还原过程
比
O-H
S-H
O-O
S-S
较
键 462.8
347.3
154.8
305.4
能 KJ/mol KJ/mol KJ/mol KJ/mol
b．硫醇的强氧化
SH 浓HNO3
§12—2 含硫有机物
一、低价含硫化合——硫醇、硫酚、硫醚和二硫化物 二、磺酸及其衍生物——高价含硫有机物 三、离子交换树指
§12—3 含磷有机物
一、分类与命名 二、生物体内磷的主要存在形式
§12—4 有机磷农药
一、分类
二、农药的加工剂型和药效
三、有机磷农药
一、 价电子构型
1．核外电子排布
N7
N：1S2 2S2 2P3； P：1S2 2S2 2P63S2 3P3
§12—2 含硫有机物
沸点
硫酚 168℃
苯酚 181.4℃
沸点
甲硫醚 38℃
甲醚 -24.9℃
⑶ 硫醚 无色液体，气味刺鼻，沸点比相应的醚高。 3． 化学性质
⑴ 酸性
乙醇 乙硫醇 苯酚 苯硫酚
PKa
17
9.5
10
7.8
结论: 硫醇 〉乙醇 ；
硫酚 〉苯酚
C2H5SH +NaOH C2H5SNa + H2O
R3N 胺 R3P 膦 #
二、 P—Pπ键
1．2P—2Pπ键 （C=O ； C=C ； C=N）
§12—1 S、P原子的成键特征
+
2．2P—3Pπ（C=S）
三、 3d轨道参与成键
+
+
-
-
+
-
1．S电子跃迁到3d轨道上，形成由S、P、d轨道组合成 的杂化轨道，参与成键。
2．利用它的空3d轨道，接受外界提供的未成键电子对（P 电子对）填充其空轨道，而形成一类新的π键，它是由d轨道 和P轨道相互重叠而形成的，所以叫做d— Pπ。#
O：1S2 2S2 2P4； S：1S2 2S2 2P6 3S2 3P4
2． 比较
3P 能 3S
2P 量 2S
1S
§12—1 S、P原子的成键特征
P15
O8
S16
O、N S、P
原子体积 较小
较大
电负性 较大
较小
受核的束缚力 较大
较小
和C成键 2P—2Pπ 2P—3Pπ
它们能形成相似的共价化合物： R—OH 醇 R—SH 硫醇
离子交换树脂是一类具有离子交换作用的高聚物。 2．阳离子交换反应
H2C CH
H2C CH
+ Na + Cl -
H2C CH
SO3H +
液相
强酸（固相）
交换 再生
H2C CH H2C CH
H2C CH
+
H + Cl -
SO3 - Na +
液相
固相
#
§12—2 含硫有机物
3．特点 ① 可逆平衡反应。（是一动态平衡） ② 是非均相反应。 ③ 可连续或串连操作。 ④ 分离速度快，产品纯度高。 ⑤ 设备简单，操作方便，成本低。
SO3H
5Et-SH + 6MnO4- + 18H+ 5EtSO3H + 6Mn+ + 9H2O RCH2OH [O] RCHO [O] RCOOH RCH2SH [O] RCH2-S-S-CH2R [O] RCH2SO3H
c. 硫醚的氧化
H3C S H3C
H2O2
CH3COOH
H3C H3C
SO
H2O2
4．用途 ● 提取稀有元素。 ● 分离氨基酸等天然产物。 ● 纯化水。 ● 可作酸碱催化剂。 ● 医药方面 #
第十二章 含硫含磷有机化合物
[目的要求]
1． 理解含S、P原子的成键特征。 2． 掌握简单含硫含磷化合物的命名。 3、掌握重要的硫化合物化学性质。 4． 了解一些有机农药的发展及与环境的关系。
2020/3/30
CZSZ
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§12—1 S、P原子的成键特征
一、 价电子构型
二、 P-Pπ键
三、 3d轨道参与成键