二硫化碳介绍
编辑二硫化碳(也拼写为二硫化碳)是一种具有神经毒性、无色、易挥发的液体,分子式为 CS2,结构为 S=C=S。 该化合物经常用作有机化学的组成部分以及工业和化学非极性溶剂。 它具有类似乙醚的气味,但商业样品通常会被难闻的杂质污染。 其毒性与一氧化碳相当。
二硫化碳历史
编辑1796年,德国化学家Wilhelm August Lampadius(1772-1842)首先用湿木炭加热黄铁矿制得二硫化碳。 他称其为液态硫磺 (flüssig Schwefel)。
二硫化碳的成分最终于 1813 年由瑞典化学家 Jöns Jacob Berzelius(1779-1848)和瑞士-英国化学家 Alexander Marcet(1770-1822)的团队确定。 他们的分析与 CS2 的经验公式一致。
发生、制造、性质
编辑火山喷发和沼泽释放出少量二硫化碳。 CS2 曾经是通过在 800–1000 °C 下结合碳(或焦炭)和硫来制造的。
C + 2S → CS2
仅需要 600 °C 的低温反应在硅胶或氧化铝催化剂存在下利用天然气作为碳源:
2 CH4 + S8 → 2 CS2 + 4 H2S
该反应类似于甲烷的燃烧。
全球二硫化碳的生产消费量约为 100 万吨。主要用于生产人造丝纤维。
溶剂
二硫化碳是磷、硫、硒、溴、碘、脂肪、树脂、橡胶和沥青的溶剂。 已用于单壁碳纳米管的提纯。
反应
CS2 高度易燃。 根据这个理想的化学计量,它的燃烧会产生二氧化硫:
CS2 + 3 O2 → CO2 + 2 SO2
带有亲核试剂
与等电子二氧化碳相比,CS2 是一种较弱的亲电试剂。 然而,虽然亲核试剂与 CO2 的反应是高度可逆的,并且只有非常强的亲核试剂才能分离产物,但与 CS2 的反应在热力学上更有利,允许形成具有较低亲核试剂反应性的产物。 例如,胺提供二硫代氨基甲酸酯:
2 R2NH + CS2 → [R2NH2+][R2NCS2−]
黄原酸酯类似地由醇盐形成:
RONa + CS2 → [Na+][ROCS2−]
该反应是制造再生纤维素的基础,再生纤维素是粘胶、人造丝和玻璃纸的主要成分。 黄原酸盐和相关的硫黄原酸盐(衍生自用硫醇钠处理 CS2)在矿物加工中用作浮选剂。
硫化钠提供三硫代碳酸盐:
Na2S + CS2 → [Na+]2[CS32−]
二硫化碳不易水解,尽管该过程是由二硫化碳水解酶催化的。
减少
用钠还原二硫化碳得到 1,3-dithiole-2-thione-4,5-dithiolate 钠和三硫代碳酸钠:
4 Na + 4 CS2 → Na2C3S5 + Na2CS3
氯化
CS2 的氯化提供了一条生成四氯化碳的途径:
CS2 + 3 Cl2 → CCl4 + S2Cl2
这种转化通过硫光气 CSCl2 的中介作用进行。
配位化学
CS2是许多金属络合物的配体,形成π络合物。 一个例子是 CpCo(η2-CS2)(PMe3)。
聚合
CS2 在光解或高压下聚合,产生一种不溶性物质,称为 car-sul 或布里奇曼黑,以聚合物的发现者珀西·威廉姆斯·布里奇曼 (Percy Williams Bridgman) 命名。 三硫代碳酸酯 (-S-C(S)-S-) 连接部分构成聚合物的主链,它是一种半导体。
使用
编辑二硫化碳的主要工业用途是制造粘胶人造丝和玻璃纸薄膜,占年产量的 75%。
也是化学合成四氯化碳的重要中间体。 它广泛用于合成黄原酸盐等有机硫化合物,后者用于泡沫浮选,一种从矿石中提取金属的方法。 二硫化碳也是二硫代氨基甲酸盐的前体,二硫代氨基甲酸盐用作药物(例如密坦钠)和橡胶化学。
利基用途
编辑可用于密闭贮藏库、密闭平仓、料仓、粮仓、铁路货车、船坞、驳船、磨粮机的熏蒸。 二硫化碳也用作杀虫剂,用于谷物、苗木的熏蒸,新鲜水果的保鲜和土壤消毒剂,用于防治昆虫和线虫。
健康影响
编辑二硫化碳与急性和慢性中毒有关,具有多种症状。
500–3000 mg/m3 的浓度会导致急性和亚急性中毒。 这些包括一组主要是神经和精神症状。
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