Compost organosulfurat

Enllaç covalent carboni - sofre, típic dels compostos organosulfurats.

Un compost organosulforat o compost d'organosofre és un compost orgànic, que com a mínim té un àtom de sofre, enllaçats a àtoms de carboni.^[1]

Els compostos organo-sulforats sovint s'associen a les pudors però molts dels compostos més dolços es deriven de compostos organo-sulforats. Dos dels vint aminoàcids són compostos organo-sulforats. Els combustibles fòssils com el carbó, el petroli i el gas natural contenen compostos organo-sulforats que es tracta d'eliminar en le procés de la refinació.

El sofre pertany al grup 16 de la taula periòdica (amfígens o calcògens) junt amb l'oxigen, i fins a cert punt els compostos organosulfurats tenen similitud amb els compostos que tenen enllaços carboni-oxigen.

Una anàlisi química clàssica per a detectar els compostos de sofre és el mètode de Carius.

Classes de compostos organosulfurats

Els compostos organosulfurats es classifiquen segons el grup funcional que conté l'àtom de sofre.

• Alguns exemples de compostos organosulfurats
• 
  Al·licina, de l'all
• 
  R-cisteïna, un aminoàcid que conté un grup tiol
• 
  Metionina, un aminoàcid que conté un grup tioèter
• 
  Disulfur de difenil, un disulfur
• 
  Dibenzotiofè, un component del petroli
• 
  Àcid perfluorooctanosulfònic, un surfactant controvertit
• 
  Àcid lipoic, un cofactor essencial de quatre complexos enzimàtics mitocondrials.
• 
  Penicil·lina estructura central, on "R" és el grup de variables.
• 
  Sulfanilamida, una sulfonamida antibacterià, anomenada sulfamida.
• 
  Mostassa de sofre, un tipus de sulfur utilitzat com a agent de guerra química.
• 
  Sulfurà de Martin amb una estructura de balancí, com la de SF₄^[2]

Tioèters, tioèsters, tioacetals

Aquests compostos es caracteritzen per tenir enllaços químics C-S-C^[3][4]

Els tioèters es preparen habitualment por alquilació de tiols. També es poden fer per la Reacció de Ferrario^[5]

Els tioacetals i els tiocetals mostren la seqüència d'enllaços C-S-C-S-C. Representen una subclasse de tioèters.

Els tioèsters tenen una estructura general R-CO-S-R. Estan relacionats amb els èsters regulars, però són més reactius.

Els tiofens representen una classe especial de tioèters que són aromàtics.

Tiols, disulfurs, polisulfurs

Els tiols contenen el grup funcional R-SH.^[6]

Tiocetones, tioaldehids i compostos relacionats

Els compostos amb doble enllaç entre el carboni i el sofre (C=S) són relativament poc comuns, però són compostos importants el disulfur de carboni, el sulfur de carbonil i el tiofosgen. Les tioacetones (RC(=S)R') són poc comunes amb substituents alquil, però un exemple és la tiobenzofenona. Els tioaldehids són encara més rars (el tioformaldehíid existeix com un trímer cíclic). Les tioamides, de fórmula R₁C(=S)N(R₂)R₃ són més comunes.

Triples enllaços entre carboni i sofre

Els triples enllaços entre sofre i carboni són rars en els sulfaalquins i es poden trobar en el monosulfur de carboni (CS)^[7] >

Àcids tiocarboxílics i tioamides

Els àcids tiocarboxílics (RC(O)SH) i elsàcids ditiiocarboxílics (RC(S)SH) són ben coneguts. Estructuralment són similars als àcids carboxílics, però presenten més acidesa. Les tioamides són anàlegues a les amides.

Àcids sulfònics, èsters, amides

Els àcids sulfònics tenen el grup funcional RS(=O)₂OH.^[8] Són àcids forts. Les sulfamides són sulfonamides derivades mitjançant sulfonació aromàtica.

Sulfurans i persulfurans

Els sulfurans són un grup funcional relativament especialitzat pel fet de ser tetravalents, per tant, són compostos hipervalents de sofre, el sofre habitualment és divalent.

Compostos organosulfurats en la natura

Compostos naturals organosulfurats

A la natura es troben diversos compostos organosulfurats. Els més abundants són els aminoàcids metionina, cisteïna i cistina. Les vitamines biotina i tiamina, així com l'àcid lipoic contenen heterocicles de sofre. El glutatió és el principal antioxidant intracel·lular.^[9] La penicil·lina i la cefalosporina són antibiòtics que poden salvar vides, derivats dels fongs. La gliotoxina és una micotoxina que conté sofre produïda per diverses espècies de fongs en investigació com a agent antiviral.

Compostos organosulfurats en els combustibles fòssils

Compostos organosulfurats comuns presents a les fraccions del petroli a un nivell de 200-500 ppm. Els compostos comuns són els tiofens, especialment els dibenzotiofens. Mitjançant el procés d'hidrodesulfuració (HDS) a les refineries, aquests compostos s'eliminen tal com il·lustra la hidrogenòlisi del tiofè:C₄H₄S + 8 H₂ → C₄H₁₀ + H₂S

Compostos organosulfurats en la contaminació

Alguns compostos organosulfurats, presents en el medi ambient, es generen com subproductes de menor importància de processos industrials com la fabricació de plàstics i pneumàtics.

Sabor i olor

Compostos com l'alicina i l' ajoè són els responsables de l'olor de l'all. La lentionina contribueix al sabor dels bolets shiitake. Els compostos organosulfurats volàtils també aporten característiques de sabor subtils al vi, fruits secs, formatge cheddar, xocolata, cafè i sabors de fruites tropicals.^[10] Molts d'aquests productes naturals també tenen propietats medicinals importants com la prevenció de l'agregació plaquetària o la lluita contra el càncer. Els éssers humans i altres animals tenen un olfacte exquisidament sensible a l'olor dels compostos organosulfurats de baix valor com ara tiols, sulfurs i disulfurs. Els tiols volàtils que fan mala olor són producte de degradació de proteïnes que es troben en els aliments pútrids, de manera que la identificació sensible d'aquests compostos és crucial per evitar la intoxicació. També es troben compostos de sofre volàtils de baix valor en zones on els nivells d'oxigen a l'aire són baixos, cosa que suposa un risc d'asfíxia.

El coure és necessari per a la detecció altament sensible de certs tiols volàtils i compostos organosulfurats relacionats per receptors olfactius en ratolins. Encara no se sap si els humans també necessiten coure per a la detecció sensible de tiols.^[11]

Referències

1. Block, E.. Reactions of Organosulfur Compounds. Academic Press, 1978. ISBN 0121070506. 
2. (1977) "Bis[2,2,2-trifluoro-1-phenyl-1-(trifluoromethyl)ethoxy]diphenyl sulfurane". Org. Synth. 57. 
3. Organic chemistry IUPAC Blue Book. Rules C-5: Compounds Containing Bivalent Sulfur http://www.acdlabs.com/iupac/nomenclature/79/r79_25.htm
4. Organic chemistry IUPAC Blue Book. Recommendation R-5.7.1.3.4 Thiocarboxylic and thiocarbonic acids.http://www.acdlabs.com/iupac/nomenclature/93/r93_480.htm
5. Organic Syntheses, Coll. Vol. 2, p.485 (1943); Vol. 18, p.64 (1938). Enlace
6. R. J. Cremlyn “An Introduction to Organosulfur Chemistry” John Wiley and Sons: Chichester (1996). ISBN 0 471 95512 4
7. doi:10.1021/cr00084a003
8. Organic chemistry IUPAC Blue Book.C-6 Sulfur Halides, Sulfoxides, Sulfones, and Sulfur Acids and Their Derivatives http://www.acdlabs.com/iupac/nomenclature/79/r79_26.htm
9. Chauhan, Pankaj; Mahajan, Suruchi; Enders, Dieter Chemical Reviews, 114, 18, 2014, pàg. 8807–8864. DOI: 10.1021/cr500235v. PMID: 25144663.
10. Qian. Volatile Sulfur Compounds in Food. 1068. American Chemical Society, 2011 (ACS Symposium Series 1068). DOI 10.1021/bk-2011-1068. ISBN 978-0-8412-2616-6. 
11. Duan, X.; Block, E.; Li, Z.; Connelly, T.; Zhang, J. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 109, 9, 2012, pàg. 3492–3497. Bibcode: 2012PNAS..109.3492D. DOI: 10.1073/pnas.1111297109. PMC: 3295281. PMID: 22328155 [Consulta: free].