stringtranslate.com

Метантиол

Метантиол / ˌ m ɛ θ . е н . ˈ θ аɪ . ɒ л / (также известный как метилмеркаптан ) — сераорганическое соединение с химической формулой CH
3Ш.Х. _ Это бесцветный газ с характерным гнилостным запахом. Это природное вещество, содержащееся в крови , мозге и фекалиях животных (в том числе человека), а также в тканях растений . Он также естественным образом встречается в некоторых продуктах питания, например, в некоторых орехах и сыре . Это одно из химических соединений, ответственных за неприятный запах изо рта и газов . Метантиол является простейшим тиолом и иногда обозначается сокращенно MeSH . Он очень легко воспламеняется.

Структура и реакции

Молекула тетраэдрическая при атоме углерода, как и метанол . Это слабая кислота с p K a ~ 10,4, но она примерно в сто тысяч раз более кислая, чем метанол. Бесцветную соль можно получить следующим образом:

CH 3 SH + CH 3 ONa → CH 3 SNa + CH 3 OH

Образующийся тиолат-анион является сильным нуклеофилом .

Его можно окислить до диметилдисульфида :

2Ч 3 Ш + [О] → Ч 3 СЩ 3 + Н 2 О

Дальнейшее окисление превращает дисульфид в две молекулы метансульфоновой кислоты , которая не имеет запаха. Таким образом, отбеливатель дезодорирует метантиол.

Вхождение

Метантиол (MeSH) выделяется как побочный продукт крафт-целлюлозы на целлюлозных заводах . При крафт-целлюлозе лигнин деполимеризуется путем нуклеофильной атаки сильнонуклеофильным гидросульфид-ионом (HS - ) в сильнощелочной среде. Однако в побочной реакции HS- атакует метоксильные группы (OMe) в лигнине , деметилируя их с образованием свободных фенолятных групп (PhO- ) и высвобождая MeSH. Из-за щелочности MeSH легко депротонируется ( MeSNa ), а образующийся ион MeS- также является сильным нуклеофилом, реагирующим далее с диметилсульфидом . Соединения остаются в растворе и сжигаются в котле-утилизаторе , где сера восстанавливается в виде сульфида натрия . [4]

Метантиол выделяется из разлагающихся органических веществ на болотах и ​​присутствует в природном газе некоторых регионов, в каменноугольной смоле и в некоторых видах сырой нефти . Он встречается в различных растениях и овощах, например, в редисе.

В поверхностной морской воде метантиол является основным продуктом распада метаболита водорослей диметилсульфониопропионата (ДМСП). Морские бактерии, по-видимому, получают большую часть серы из своих белков за счет расщепления DMSP и включения метантиола, несмотря на то, что метантиол присутствует в морской воде в гораздо более низких концентрациях, чем сульфат (~ 0,3 нМ против 28 мМ). Бактерии в средах как с кислородом, так и без него также могут превращать метантиол в диметилсульфид (ДМС), хотя большая часть ДМС в поверхностной морской воде образуется другим путем. [5] И ДМС, и метантиол могут использоваться некоторыми микробами в качестве субстратов для метаногенеза в некоторых анаэробных почвах.

Метантиол является побочным продуктом метаболизма спаржи . [6] Когда-то считалось , что выработка метантиола в моче после употребления спаржи является генетической особенностью . Более поздние исследования показывают, что специфический запах на самом деле возникает у всех людей после употребления спаржи, а способность его обнаружить (метантиол является одним из многих компонентов «спаржевой мочи») на самом деле является генетической особенностью. [7] Химические компоненты, ответственные за изменение запаха мочи, проявляются уже через 15 минут после употребления спаржи. [8]

Подготовка

Метантиол получают в промышленных масштабах реакцией метанола с сероводородом на катализаторе из оксида алюминия : [9]

CH 3 OH + H 2 S → CH 3 SH + H 2 O

Хотя это и непрактично, его можно получить реакцией йодистого метила с тиомочевиной . [10]

Использование

Баллон с газом метантиола

Метантиол в основном используется для производства незаменимой аминокислоты метионина , которая используется в качестве пищевого компонента в кормах для птиц и животных. [9] Метантиол также используется в промышленности пластмасс в качестве замедлителя свободнорадикальной полимеризации [9] и в качестве прекурсора при производстве пестицидов .

Это химическое вещество также используется в газовой промышленности в качестве одоранта , поскольку оно хорошо смешивается с метаном . Характерный запах смеси гниющей растительности широко известен потребителям природного газа как индикатор возможной утечки газа , даже очень незначительной. [11]

Безопасность

В паспорте безопасности (SDS) метантиол указан как бесцветный легковоспламеняющийся газ с чрезвычайно сильным и отталкивающим запахом. В очень высоких концентрациях он высокотоксичен и поражает центральную нервную систему. Его проникающий запах предупреждает об опасных концентрациях. Сообщается, что порог запаха составляет 1  ppb . [12] Потолок OSHA США установлен на уровне 10 частей на миллион.

Несчастные случаи

В 2001 году в результате пожара в железнодорожном вагоне емкостью 25 000 галлонов США (95 000 л) недалеко от Трентона, штат Мичиган, три человека погибли и девять получили ранения. [13]

15 ноября 2014 года на заводе DuPont в Ла-Порте, штат Техас , в замкнутом пространстве произошел смертельный выброс метилмеркаптана , в результате которого четыре человека погибли и один получил ранения. [14] [15]

14 июля 2022 года в Шарлотте, Северная Каролина , произошел случайный выброс метантиола . Пострадавших нет, но из-за редкого погодного явления запах сохранялся в течение нескольких часов. Многие полагали, что столкнулись с утечкой природного газа , что привело к большому количеству вызовов служб экстренной помощи и закрытию нескольких местных правительственных учреждений. [16]

Рекомендации

  1. ^ abcdefgh Карманный справочник NIOSH по химическим опасностям. «#0425». Национальный институт охраны труда и здоровья (NIOSH).
  2. ^ ab «Метилмеркаптан». Непосредственно опасные для жизни и здоровья концентрации (IDLH) . Национальный институт охраны труда и здоровья (NIOSH).
  3. ^ "Сигма Олдрич Метантиол SDS". Сигма Олдрич . Миллипор Сигма . Проверено 1 ноября 2022 г.
  4. ^ Сикста, Х.; Поттаст, А.; Крочек А.В. Химические процессы производства целлюлозы. В «Справочнике по целлюлозе», Сикста, Х., ред. Wiley-VCH Verlag GmbH & Co.: Вайнхайм, 2006; Том. 1, с. 169 (109-510).
  5. ^ Киене, Р.П., и Сервис, С. «Разложение DMSP и DMS в устьевых водах: зависимость от температуры и концентрации субстрата», «Серия достижений морской экологии», сентябрь 1991 г.
  6. ^ Ричер, Декер, Белин, Имбс, Монтаструк, Джудичелли: «Пахучая моча у человека после спаржи», Британский журнал клинической фармакологии , май 1989 г.
  7. ^ Лисон М., Блондхейм С.Х., Мелмед Р.Н. (1980). «Полиморфизм способности чувствовать запах метаболитов спаржи в моче». Бр Мед Дж . 281 (6256): 1676–8. дои : 10.1136/bmj.281.6256.1676. ПМК 1715705 . ПМИД  7448566. 
  8. ↑ Skinny On: Discovery Channel. Архивировано 29 февраля 2008 г. на Wayback Machine.
  9. ^ abc Норелл, Джон; Лаутан, ректор П. (1988). «Тиолы». Краткая энциклопедия химической технологии Кирка-Отмера (3-е изд.). Нью-Йорк: John Wiley & Sons, Inc., стр. 946–963. ISBN 978-0471801047.
  10. ^ Рид, Э. Эммет (1958). Органическая химия двухвалентной серы . Том. 1. Нью-Йорк: Chemical Publishing Company, Inc., стр. 32–33, 38.
  11. ^ SafeGase: О природном газе:
  12. ^ Девос, М; Ф. Патт; Ж. Руо; П. Лафорт; Ж. Дж. Ван Гемерт (1990). Стандартизированные пороги обоняния человека . Оксфорд: IRL Press. п. 101. ИСБН 0199631468.
  13. ^ «Смертельный взрыв на химическом заводе». www.cbsnews.com . 14 июля 2001 года . Проверено 25 мая 2022 г.
  14. ^ "Выброс токсичных химикатов на заводе DuPont La Porte | CSB" . www.csb.gov . Проверено 2 июня 2022 г.
  15. ^ Совет по химической безопасности США (30 сентября 2015 г.). «Анимация выброса химических веществ на заводе DuPont в Ла-Порте» (Видео) . YouTube . YouTube . Проверено 8 октября 2023 г.
  16. ^ Лаймхаус, Джонатан (14 июля 2022 г.). «Что такое сильный запах природного газа в Шарлотте, Северная Каролина?». Шарлотта Наблюдатель . Архивировано из оригинала 15 июля 2022 г. Проверено 14 июля 2022 г.

Внешние ссылки