Сероуглерод

Сероуглерод CS2 — соединение серы с углеродом.

Свойства

Чистый сероуглерод представляет собой бесцветную жидкость с приятным «эфирным» запахом. Технический продукт, полученный сульфидированием угля, имеет неприятный «редечный» запах. Молекула CS2 линейна, длина связи С—S = 0,15529 нм; энергия диссоциации 1149 кДж/моль.

Сероуглерод токсичен, огнеопасен, имеет самый широкий диапазон концентрационных пределов взрываемости.

C S 2 + 3 O 2 → C O 2 ↑ + 2 S O 2 ↑ {displaystyle {mathsf {CS_{2}+3O_{2} ightarrow CO_{2}uparrow +2SO_{2}uparrow }}}

Подобно диоксиду углерода, CS2 является кислотным ангидридом и при взаимодействии с некоторыми сульфидами может образовывать соли тиоугольной кислоты (Н2СS3). При реакции с щелочами образуются соли дитиоугольной кислоты и продукты их диспропорционирования.

Однако сероуглерод, в отличие от диоксида углерода, проявляет большую реакционную способность по отношению к нуклеофилам и легче восстанавливается.

Так, сероуглерод способен реагировать с C-нуклеофилами, его взаимодействие с фенолятами активированных метиларилкетонов идет с образованием бис-тиолятов арилвинилкетонов, которые могут быть проалкилированы до бис-алкилтиоарилвинилкетонов; эта реакция имеет препаративное значение:

P y C O C H 3 + C S 2 + 2 t - B u O K → P y C O C H = C ( S − K + ) 2 + 2 t - B u O H {displaystyle {mathsf {PyCOCH_{3}+CS_{2}+2t{ ext{-}}BuOK ightarrow PyCOCH{ ext{=}}C(S^{-}K^{+})_{2}+2t{ ext{-}}BuOH}}} P y C O C H = C ( S − K + ) + 2 M e I → P y C O C H = C ( S M e ) 2 + 2 K I {displaystyle {mathsf {PyCOCH{ ext{=}}C(S^{-}K^{+})+2MeI ightarrow PyCOCH{ ext{=}}C(SMe)_{2}+2KI}}}

При взаимодействии с натрием в диметилформамиде сероуглерод образует 1,3-дитиол-2-тион-4,5-дитиолят натрия, использующийся в качестве предшественника в синтезе тетратиафульваленов:

При взаимодействии с первичными или вторичными аминами в щелочной среде образуются соли дитиокарбаматы:

2 R 2 N H + C S 2 → [ R 2 N H 2 + ] [ R 2 N C S 2 − ] {displaystyle {mathsf {2R_{2}NH+CS_{2} ightarrow [R_{2}NH_{2}^{+}][R_{2}NCS_{2}^{-}]}}}

Для растворимых дитиокарбаматов характерно образование комплексов с металлами, что используется в аналитической химии. Они также имеют большое промышленное значение в качестве катализаторов вулканизации каучука.

Со спиртовыми растворами щелочей образует ксантогенаты:

R O N a + C S 2 → [ N a + ] [ R O C S 2 − ] {displaystyle {mathsf {RONa+CS_{2} ightarrow [Na^{+}][ROCS_{2}^{-}]}}}

Такими сильными окислителями, как, например, перманганат калия, сероуглерод разлагается с выделением серы.

С оксидом серы (VI) сероуглерод взаимодействует с образованием сульфоксида углерода:

C S 2 + 3 S O 3 → C O S + 4 S O 2 ↑ {displaystyle {mathsf {CS_{2}+3SO_{3} ightarrow COS+4SO_{2}uparrow }}}

С оксидом хлора(I) образует фосген:

C S 2 + 3 C l 2 O → C O C l 2 ↑ + 2 S O C l 2 {displaystyle {mathsf {CS_{2}+3Cl_{2}O ightarrow COCl_{2}uparrow +2SOCl_{2}}}}

Сероуглерод хлорируется в присутствии катализаторов до перхлорметилмеркаптана CCl3SCl, использующегося в синтезе тиофосгена CSCl2:

2 C S 2 + 5 C l 2 → 2 C C l 3 S C l + S 2 C l 2 {displaystyle {mathsf {2CS_{2}+5Cl_{2} ightarrow 2CCl_{3}SCl+S_{2}Cl_{2}}}} C C l 3 S C l → [ H ] C S C l 2 + 2 H C l ↑ {displaystyle {mathsf {CCl_{3}SCl{xrightarrow[{}]{[H]}}CSCl_{2}+2HCluparrow }}}

Избытком хлора сероуглерод хлорируется до четырёххлористого углерода:

C S C l 2 + 2 C l 2 → C C l 4 + S 2 C l 2 {displaystyle {mathsf {CSCl_{2}+2Cl_{2} ightarrow CCl_{4}+S_{2}Cl_{2}}}}

Фторирование сероуглерода фторидом серебра в ацетонитриле ведет к образованию трифторметилтиолята серебра, эта реакция имеет препаративное значение

При температурах выше 150 °C протекает гидролиз сероуглерода по реакции:

C S 2 + 2 H 2 O → C O 2 ↑ + 2 H 2 S ↑ {displaystyle {mathsf {CS_{2}+2H_{2}O ightarrow CO_{2}uparrow +2H_{2}Suparrow }}}

Получение

В промышленности получают по реакции метана с парами серы в присутствии силикагеля при 500—700 °C в камере из хромоникелевой стали:

C H 4 + 4 S → C S 2 + 2 H 2 S ↑ {displaystyle {mathsf {CH_{4}+4S ightarrow CS_{2}+2H_{2}Suparrow }}}

Также сероуглерод можно получить взаимодействием древесного угля и паров S при 750—1000 °C.

Применение

Хорошо растворяет жиры, масла, смолы, каучук, используют как экстрагент; растворяет серу, фосфор, иод, нитрат серебра.

Большая часть (80 %) производимого сероуглерода идёт в производство вискозы — сырья в производстве вискозного волокна («искусственного шелка»). Его применяют для получения различных химических веществ (ксантогенатов, четырёххлористого углерода, роданидов).

Токсическое действие

Сероуглерод ядовит. Полулетальная доза при поступлении внутрь составляет 3188 мг/кг. Высокотоксичная концентрация в воздухе — свыше 10 мг/л. Оказывает местное раздражающее, резорбтивное действия. Обладает психотропными, нейротоксическими свойствами, которые связаны с его наркотическим воздействием на центральную нервную систему.

При отравлении возникают головная боль, головокружение, судороги, потеря сознания. Бессознательное состояние может сменяться психическим и двигательным возбуждением. Могут наблюдаться рецидивы судорог с потерей сознания, угнетение дыхания. При приёме внутрь наступают тошнота, рвота, боли в животе. При контакте с кожей наблюдаются гиперемия и химические ожоги.

Первая помощь и лечение

Прежде всего необходимо удалить пострадавшего из поражённой зоны. При попадании сероуглерода внутрь необходимо выполнить промывание желудка с использованием зонда, форсированный диурез, ингаляцию кислорода. Обычно проводят симптоматическую терапию. При судорогах вводят 10 мг диазепама внутривенно.