Карбонилсульфид - Carbonyl sulfide

Карбонилсульфид
Карбонилсульфид
3D-модель карбонилсульфида, заполняющая пространство
Имена
Имена ИЮПАК
Сульфид углерода[нужна цитата ]
Карбонилсульфид[1]
Оксидосульфидокарбон[1]
Идентификаторы
3D модель (JSmol )
ЧЭБИ
ChemSpider
ECHA InfoCard100.006.674 Отредактируйте это в Викиданных
Номер ЕС
  • 207-340-0
КЕГГ
UNII
Номер ООН2204
Характеристики
COS
Молярная масса60,075 г / моль
Внешностьбесцветный газ
Запахсульфидоподобный
Плотность2,51 г / л
Температура плавления -138,8 ° С (-217,8 ° F, 134,3 К)
Точка кипения -50,2 ° С (-58,4 ° F, 223,0 К)
0,376 г / 100 мл (0 ° С)
0,125 г / 100 мл (25 ° С)
Растворимостьочень растворим в КОН, CS2
растворим в алкоголь, толуол
-32.4·10−6 см3/ моль
0,65 D
Термохимия
41,5 Дж / моль К
231,5 Дж / моль К
-141,8 кДж / моль
Опасности
Паспорт безопасностиКарбонилсульфид MSDS
Пиктограммы GHSGHS02: ЛегковоспламеняющийсяGHS04: Сжатый газGHS06: ТоксичноGHS07: Вредно
Сигнальное слово GHSОпасность
H220, H280, H315, H319, H331, H335
P210, P261, P264, P271, P280, P302 + 352, P304 + 340, P305 + 351 + 338, P311, P312, P321, P332 + 313, P337 + 313, P362, P377, P381, P403, P403 + 233, P405, P410 + 403, P501
NFPA 704 (огненный алмаз)
Пределы взрываемости12-29%
Родственные соединения
Родственные соединения
Углекислый газ
Сероуглерод
Если не указано иное, данные для материалов приведены в их стандартное состояние (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
☒N проверять (что проверятьY☒N ?)
Ссылки на инфобоксы

Карбонилсульфид это химическое соединение с линейная формула OCS. Обычно записывается как COS как химическая формула, которая не подразумевает его структуру, это бесцветный горючий газ с неприятным запах.[не проверено в теле ] Это линейная молекула, состоящая из карбонил группа двойная связь к атому серы. Карбонилсульфид можно рассматривать как промежуточное звено между углекислый газ и сероуглерод, оба из которых валентный изоэлектронный с этим.

Карбонилсульфид разлагается в присутствии влаги и основания до углекислый газ и сероводород.[2][3][4]

Установлено, что это соединение катализировать формирование пептиды из аминокислоты. Этот вывод является продолжением Эксперимент Миллера – Юри и предполагается, что карбонилсульфид играл значительную роль в происхождение жизни.[5]

Вхождение

Карбонилсульфид является самым распространенным соединением серы, естественно присутствующим в атмосфере, при 0.5±0.05 ppb, потому что он излучается из океанов, вулканы и глубоководные жерла. Таким образом, это важный компонент в мировом цикл серы. Измерения на Антарктида ледяные керны и из воздуха, застрявшего в снегу над ледниками (Фирн воздух) предоставили подробную картину концентраций OCS с 1640 г. по настоящее время и позволяют понять относительную важность антропогенный и неантропогенные источники этого газа в атмосферу.[6] Некоторое количество сульфида карбонила, которое переносится в стратосферный сульфатный слой окисляется до серной кислоты.[7] Серная кислота образует частицы, которые влияют на энергетический баланс из-за рассеяние света.[8] Длительное время существования COS в атмосфере делает его основным источником стратосферного сульфата, хотя диоксид серы от вулканической активности тоже может быть значительным.[8] Карбонилсульфид также удаляется из атмосферы наземной растительностью с помощью ферментов, связанных с поглощением углекислого газа во время фотосинтеза, и путем гидролиза в водах океана.[9][10] Подобные процессы потерь ограничивают стойкость (или время жизни) молекулы COS в атмосфере несколькими годами.

Крупнейшие искусственные источники выброса сульфида карбонила включают его первичное использование в качестве промежуточного химического продукта и побочного продукта производства сероуглерода; однако он также выпускается из автомобилей и их износ шин,[11] угольные электростанции, коксовые печи, биомасса сжигание, переработка рыбы, сжигание мусора и пластмасс, производство нефти и производство синтетических волокон, крахмала и резины.[2] Средний общий мировой выброс карбонилсульфида в атмосферу оценивается примерно в 3 миллиона тонн в год, из которых менее одной трети связано с деятельностью человека.[2] Это также значительная серосодержащая примесь в синтез-газ.

Карбонилсульфид присутствует в продовольственные товары, Такие как сыр и подготовил овощи из капуста семья. Следы COS естественным образом присутствуют в зерна и семена в диапазоне 0,05–0,1 мг · кг−1.

Карбонилсульфид обнаружен в межзвездная среда (смотрите также Список молекул в межзвездном пространстве ), в комета 67P[12] и в атмосфера Венеры, где из-за сложности производства COS неорганическими способами он считается возможным индикатором жизни.[13]

Приложения

Карбонилсульфид используется в качестве промежуточного продукта при производстве тиокарбаматных гербицидов.[3] Карбонилсульфид - потенциальная альтернатива фумигант[14] к бромистый метил и фосфин. Однако в некоторых случаях остатки зерна приводят к появлению неприемлемого для потребителей вкуса, например ячмень, используемый для пивоварения. Карбонилсульфид легко превращается в газообразная сигнальная молекула сероводород к карбоангидраза ферменты у растений и млекопитающих. Из-за этого химического состава высвобождение карбонилсульфида из небольших органических молекул было идентифицировано как стратегия доставки сероводорода в различных биологических контекстах.[15] В науке об экосистемах карбонилсульфид все чаще используется для описания скорости фотосинтез.[16]

Синтез

Карбонилсульфид был впервые описан в 1841 г.[17] но, по всей видимости, неправильно охарактеризовали как смесь углекислого газа и сероводород. Карл фон Тан впервые охарактеризовал это вещество в 1867 году. Оно образуется при монооксид углерода реагирует с расплавленной серой. Эта реакция обратная выше 1200 К (930 ° С; 1700 ° F). Лабораторный синтез влечет за собой реакцию тиоцианат калия и серная кислота. Полученный газ содержит значительное количество побочных продуктов и требует очистки.[18]

KSCN + 2 ЧАС
2ТАК
4 + ЧАС
2О → ХСО
4 + NH
4HSO
4 + COS

Гидролиз изотиоцианаты в соляная кислота решение также предоставляет COS.

Токсичность

По состоянию на 1994 год имелось ограниченное количество информации об острой токсичности сульфида карбонила для людей и животных.[3] Высокие концентрации (> 1000 ppm) могут вызвать внезапный коллапс, судороги и смерть от паралича дыхания.[2][3] Сообщалось о случайных смертельных случаях, практически без местного раздражения или обонятельного предупреждения.[3] В тестах на крысах 50% животных погибли при воздействии 1400 частей на миллион COS на 90 минут или на 3000 частей на миллион в течение 9 минут.[3] Ограниченные исследования с лабораторными животными также предполагают, что продолжающееся вдыхание низких концентраций (~ 50 ppm в течение до 12 недель) не влияет на легкие или сердце.[3]

Рекомендации

  1. ^ а б Международный союз теоретической и прикладной химии (2005). Номенклатура неорганической химии (Рекомендации ИЮПАК 2005 г.). Кембридж (Великобритания): RSC –ИЮПАК. ISBN  0-85404-438-8. п. 292. Электронная версия.
  2. ^ а б c d "Карбонилсульфид CASRN: 463-58-1". Банк данных по опасным веществам. Национальная медицинская библиотека.
  3. ^ а б c d е ж грамм «Химическое резюме сульфида карбонила». Агентство по охране окружающей среды США. 2013-07-19.
  4. ^ Protoschill-Krebs, G .; Wilhelm, C .; Кессельмайер, Дж. (1996). «Потребление карбонилсульфида (COS) карбоангидразой (CA) высших растений». Атмосферная среда. 30 (18): 3151–3156. Bibcode:1996AtmEn..30.3151P. Дои:10.1016 / 1352-2310 (96) 00026-Х.
  5. ^ Леман Л., Оргел Л., Гадири М.Р. (2004). «Карбонилсульфид-опосредованное пребиотическое образование пептидов». Наука. 306 (5694): 283–6. Bibcode:2004Научный ... 306..283Л. Дои:10.1126 / science.1102722. PMID  15472077.
  6. ^ Montzka, S.A .; Айдын, М .; Битва, М .; Butler, J. H .; Зальцман, Э. С .; Холл, Б. Д .; Clarke, A.D .; Mondeel, D .; Элкинс, Дж. У. (2004). «350-летняя история атмосферного карбонилсульфида, полученная из антарктического фирнового воздуха и воздуха, заключенного во льду» (PDF). Журнал геофизических исследований. 109 (D18): 22302. Bibcode:2004JGRD..10922302M. Дои:10.1029 / 2004JD004686. eid D22302.
  7. ^ Крутцен, П. (1976). «Возможное значение COS для сульфатного слоя стратосферы». Письма о геофизических исследованиях. 3 (2): 73–76. Bibcode:1976GeoRL ... 3 ... 73C. Дои:10.1029 / GL003i002p00073.
  8. ^ а б Сейнфельд, Дж. (2006). Атмосферная химия и физика. Лондон: Дж. Вили. ISBN  978-1-60119-595-1.
  9. ^ Kettle, A.J .; Kuhn, U .; von Hobe, M .; Kesselmeier, J .; Андреэ, М. О. (2002). «Глобальный бюджет атмосферного карбонилсульфида: временные и пространственные вариации доминирующих источников и стоков». Журнал геофизических исследований. 107 (D22): 4658. Bibcode:2002JGRD..107.4658K. Дои:10.1029 / 2002JD002187.
  10. ^ Montzka, S.A .; Calvert, P .; Холл, Б. Д .; Elkins, J. W .; Conway, T. J .; Tans, P. P .; Суини, К. (2007). "О глобальном распределении, сезонности и балансе атмосферного карбонилсульфида (COS) и некоторых сходствах с CO2". Журнал геофизических исследований. 112 (D9): 9302. Bibcode:2007JGRD..11209302M. Дои:10.1029 / 2006JD007665. eid D09302.
  11. ^ Pos W., Berreshein B (1993). «Износ автомобильных шин как источник атмосферных OCS и CS2». Письма о геофизических исследованиях. 1 (9): 815–818. Bibcode:1993Георл..20..815П. Дои:10.1029 / 93GL00972.
  12. ^ Блог Розетты. "ДИСПЛЕЙ ФЕЙЕРВЕРКА ОМЕТА ВПЕРЕДИ ПЕРИГЕЛИОНА". blogs.esa.int. Европейское космическое агентство. Получено 11 августа 2015.
  13. ^ Ландис, Г. А. (2003). «Астробиология: случай Венеры» (PDF). Журнал Британского межпланетного общества. 56 (7–8): 250–254. Bibcode:2003JBIS ... 56..250л.
  14. ^ Варфоломей, Андрей; Харитос, Виктория (2005). «Обзор токсикологии карбонилсульфида, нового зернового фумиганта». Пищевая и химическая токсикология. 43 (12): 1687–1701. Дои:10.1016 / j.fct.2005.06.016. PMID  16139940.
  15. ^ Steiger, Andrea K .; Пардью, Сибиле; Кевил, Кристофер Г .; Плут, Майкл Д. (15.06.2016). «Самовоспламеняющиеся тиокарбаматы обеспечивают доступ к триггеру H2Доноры S и флуоресцентные зонды для замены аналитов ». Журнал Американского химического общества. 138 (23): 7256–7259. Дои:10.1021 / jacs.6b03780. ISSN  0002-7863. ЧВК  4911618. PMID  27218691.
  16. ^ Якир, Дан; Montzka, Стивен А .; Ури Дикен; Татаринов, Федор; Ротенберг, Эяль; Асаф, Дэвид (март 2013 г.). «Фотосинтез экосистемы, выведенный из измерений потока карбонилсульфида». Природа Геонауки. 6 (3): 186–190. Bibcode:2013НатГе ... 6..186А. Дои:10.1038 / ngeo1730. ISSN  1752-0908.
  17. ^ Куэрбе, Дж. П. (1841). "Ueber den Schwefelkohlenstoff". Journal für Praktische Chemie. 23 (1): 83–124. Дои:10.1002 / prac.18410230105.
  18. ^ Ферм Р. Дж. (1957). «Химия карбонилсульфида». Химические обзоры. 57 (4): 621–640. Дои:10.1021 / cr50016a002.

дальнейшее чтение

  • Бек, М. Т .; Кауфман, Г. Б. (1985). "COS и C3S2: Открытие и химия двух важных неорганических соединений серы ». Многогранник. 4 (5): 775–781. Дои:10.1016 / S0277-5387 (00) 87025-4.
  • Своронос П. Д. Н .; Бруно Т. Дж. (2002). «Карбонилсульфид: обзор его химии и свойств». Промышленные и инженерные химические исследования. 41 (22): 5321–5336. Дои:10.1021 / ie020365n.

внешняя ссылка