Метантиол / ˌ mɛ θ . eɪ n . ˈ θ aɪ . ɒ l / ( также известный как метилмеркаптан ) представляет собой сероорганическое соединение с химической формулой CH
3SH . Это бесцветный газ с характерным гнилостным запахом. Это натуральное вещество, которое содержится в крови , мозге и фекалиях животных (включая людей), а также в растительных тканях . Он также встречается в природе в некоторых продуктах питания, таких как некоторые орехи и сыр . Это одно из химических соединений, вызывающих неприятный запах изо рта и запах газов . Метантиол — простейший тиол , иногда его сокращают до MeSH . Он очень огнеопасен.
Молекула тетраэдрическая у атома углерода, как и метанол . Это слабая кислота с p K a ~10,4, но примерно в сто тысяч раз более кислая, чем метанол. Бесцветную соль можно получить следующим образом:
Образующийся тиолат-анион является сильным нуклеофилом .
Его можно окислить до диметилдисульфида :
Дальнейшее окисление переводит дисульфид в две молекулы метансульфоновой кислоты , которая не имеет запаха. Отбеливатель дезодорирует метантиол таким образом.
Метантиол (MeSH) выделяется как побочный продукт сульфатной варки целлюлозы на целлюлозных заводах . При сульфатной варке целлюлозы лигнин деполимеризуется нуклеофильной атакой с сильно нуклеофильным гидросульфидным ионом (HS− ) в сильно щелочной 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 образовавшийся ион MeS− также является сильным нуклеофилом, реагируя далее с диметилсульфидом . Соединения остаются в щелоке и сжигаются в котле-утилизаторе , где сера восстанавливается в виде сульфида натрия . [4]
Метантиол выделяется из разлагающейся органики в болотах и присутствует в природном газе некоторых регионов, в каменноугольной смоле и в некоторых видах сырой нефти . Он встречается в различных растениях и овощах, таких как редис.
В поверхностной морской воде метантиол является основным продуктом распада метаболита водорослей диметилсульфониопропионата ( ДМСП). Морские бактерии , по-видимому, получают большую часть серы в своих белках путем распада ДМСП 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 преобразовывать метантиол в диметилсульфид (ДМС), хотя большая часть ДМС в поверхностной морской воде производится отдельным 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] Выработка метантиола в моче после употребления спаржи когда-то считалась генетической чертой . Более поздние исследования показывают, что специфический запах на самом деле вырабатывается всеми людьми после употребления спаржи, в то время как способность его обнаруживать (метантиол является одним из многих компонентов «мочи спаржи») на самом деле является генетической чертой. [7] Химические компоненты, ответственные за изменение запаха мочи, проявляются уже через 15 минут после употребления спаржи. [8]
Метантиол получают в промышленных масштабах путем реакции метанола с сероводородом в присутствии катализатора из оксида алюминия : [9]
Хотя это и непрактично, его можно получить реакцией метилйодида с тиомочевиной . [10]
Метантиол в основном используется для производства незаменимой аминокислоты метионина , которая используется в качестве диетического компонента в кормах для птицы и животных. [9] Метантиол также используется в пластмассовой промышленности в качестве замедлителя свободнорадикальной полимеризации [9] и в качестве прекурсора при производстве пестицидов .
Этот химикат также используется в газовой промышленности в качестве одоранта , поскольку он хорошо смешивается с метаном . Характерный запах гниющей растительности смеси широко известен потребителям природного газа как индикатор возможной утечки газа , даже очень незначительной. [11]
В паспорте безопасности (SDS) метантиол указан как бесцветный, легковоспламеняющийся газ с чрезвычайно сильным и отталкивающим запахом. При очень высоких концентрациях он очень токсичен и влияет на центральную нервную систему. Его пронзительный запах предупреждает об опасных концентрациях. Сообщалось о пороге запаха в 1 ppb . [12] Потолок OSHA США указан как 10 ppm.
В 2001 году в результате пожара железнодорожного вагона объемом 25 000 галлонов США (95 000 л) недалеко от Трентона, штат Мичиган, погибли три человека и девять получили ранения. [13]
15 ноября 2014 года на предприятии DuPont в Ла - Порте, штат Техас , произошло высвобождение 24 000 фунтов метилмеркаптана, который по ветру разнесся по окрестностям, в результате чего погибли четыре человека и один получил ранения. [14] [15] В 2023 году DuPont признала себя виновной в преступной халатности за свою роль в утечке. Компании было предписано выплатить штраф в размере 12 миллионов долларов и пожертвовать дополнительно 4 миллиона долларов Национальному фонду рыб и дикой природы . [16] [17]
14 июля 2022 года в Шарлотте, Северная Каролина , произошел случайный выброс метантиола . Хотя обошлось без пострадавших, редкое погодное явление привело к тому, что запах сохранялся в течение нескольких часов. Многие считали, что произошла утечка природного газа , что привело к большому количеству экстренных вызовов и закрытию нескольких местных правительственных учреждений. [18]
10 апреля 2024 года случайный выброс [19] более высокого, чем ожидалось, уровня метилмеркаптана в систему подачи природного газа был приписан «поставщику вышестоящего уровня» Columbia Gas . Этот выброс заметили жители по крайней мере округов Ричленд , Эшленд и Лорейн в Огайо. Многочисленные школы отменили учебный день, и многочисленные эвакуации были проведены из-за излишней осторожности до того, как стало известно об источнике запаха. О травмах или смертельных случаях не сообщалось.