环硫乙烷的反应研究

2026/2/24 11:00:03 作者:南星

环硫乙烷又称硫杂环丙烷、噻丙环,是最简单的三元环硫化物。无色至淡黄色液体,有强烈恶臭;沸点55–56°C,密度1.01g/mL(25°C),熔点约-109°C,闪点10°C,属高度易燃液体。难溶于水,易溶于丙酮、氯仿、乙醚等有机溶剂。环硫乙烷在有机合成中制备硫醚、氨基硫醇;用于聚合物改性(如壳聚糖巯基化);纳米材料表面配体修饰;也可作为环加成反应的中间体。

环硫乙烷

反应研究

1、环硫乙烷与它的氧类似物环氧乙烷和氮类似物氮杂环丙烷一样,是一类重要的有机合成中间体,在医药和农用化学品工业领域也得到广泛应用。通过开环和异构化反应,还广泛用于制备硫醇和硫醚等含硫化合物。周婵等人总结了常用亲核试剂对非对称环硫乙烷的亲核开环反应及其区域选择性。环硫乙烷的亲核开环反应通常只受空间效应影响,亲核试剂进攻非对称环硫乙烷位阻小的碳原子,对于烯基取代的环硫乙烷有时可以进攻烯基的β碳原子发生SN2开环反应。强亲核性的亲核试剂容易致使环硫乙烷脱硫生成烯烃,而亲核性相对较弱的亲核试剂容易发生多聚反应生成多硫醚。在Lewis酸存在下,电子效应会对开环反应的区域选择性产生影响,甚至起主导作用。虽然烷基取代环硫乙烷在Lewis酸存在下的开环仍然主要发生在其取代基少的碳原子上(位阻控制),但受电子效应影响,芳基和烯基取代环硫乙烷的亲核开环,其亲核试剂一般倾向于进攻环硫乙烷的芳甲位和烯丙位碳原子(电子效应控制)[1]。

2、在B3LYP/6-311G(d,p)水平上对亚烷基卡宾及其取代物与环硫乙烷硫转移反应进行计算研究,得出如下结论:(1)该反应由两步组成,第一步生成中间配合物,是一个无势垒的过程;第二步由中间配合物经过渡态生成硫代烯酮及其取代物;(2)亚烷基卡宾及其取代物的基态是单重态,单-三态能量差随取代基的电负性增强而减小;(3)该反应可能是一个激发的三重态反应;(4)亚烷基卡宾及其衍生物与环硫乙烷硫转移反应与环氧乙烷的反应不同,是一个同步的协同反应;(5)与文献所得出的结论一致,取代基电负性是影响该类反应的一个重要因素,而且亚烷基卡宾及其取代物与环硫乙烷的硫转移反应正好与简单卡宾的趋势相反,取代基电负性越强,反应活化能就越低,放热越多[2]。

参考文献

[1] 周婵,许家喜. 非对称环硫乙烷的区域选择性亲核开环反应[J]. 化学进展,2012,24(2):338-347.

[2] 方冉. 亚烷基卡宾与环氧乙烷,环硫乙烷及甲醇反应的量子化学研究[D]. 甘肃:西北师范大学,2006. DOI:10.7666/d.Y906205.

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