羰基硫

化合物

ㄊㄤ基硫化學式:OCS)又稱氧硫化碳硫化羰,通常狀態下為有臭雞蛋氣味的無色氣體。它是一個結構上與二硫化碳二氧化碳類似的無機化合物,氣態的OCS分子為直線型,一個碳原子以兩個雙鍵分別與原子和原子相連。

羰基硫
IUPAC名
Carbon oxide sulfide
英文名 Carbonyl sulfide
別名 氧硫化碳、硫化羰
識別
CAS號 463-58-1  checkY
PubChem 10039
ChemSpider 9644
SMILES
 
  • O=C=S
InChI
 
  • 1/COS/c2-1-3
InChIKey JJWKPURADFRFRB-UHFFFAOYAF
EINECS 207-340-0
ChEBI 16573
KEGG C07331
性質
化學式 COS
莫耳質量 60.07 g·mol⁻¹
密度 2.51 g/L (氣, 20 °C)
0.985 g/mL (液, 20 °C)
熔點 −139 °C (134 K)
沸點 −50 °C (223 K)
溶解性 54 mL/100 mL (20 °C)
溶解性(其他) 可溶於二硫化碳
偶極矩 0.72 D
結構
晶體結構 三方晶系 (固態),每個晶胞只含有1個OCS分子
分子構型 氣態分子為直線型
熱力學
ΔfHm298K −142.0 kJ·mol−1 (氣態)
S298K 231.56 J·K−1·mol−1 (氣態)
熱容 41.50 J·K−1·mol−1 (氣態)
危險性
警示術語 R:R11, R20, R36, R37, R38
MSDS MSDS
歐盟編號 未列出
主要危害 可燃,吸入羰基硫含量超過100ppm的空氣對身體有害
爆炸極限 12-28%
相關物質
其他陰離子 羰基硒
羰基碲
羰基釙
相關化學品 二氧化碳二硫化碳
若非註明,所有數據均出自標準狀態(25 ℃,100 kPa)下。

羰基硫性質穩定,但會與氧化劑強烈反應,水分存在時也會腐蝕金屬。可燃。有毒,但與硫化氫一樣,會使人對其在空氣中的濃度產生低估。

製取

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羰基硫首先由J. P. Couërbe在1841年製得,[1]但Couërbe將它誤認為是硫化氫和二氧化碳的混合物。1867年,Carl von Than首先對羰基硫進行了分析。

目前羰基硫主要通過下面六種方法製取:

  • 常壓、350-450℃和金屬硫化物(如硫化鎳硫化鉀硫化鈉)催化下,由摩爾比為3-5:1的一氧化碳硫磺氣相反應製取。反應0.5-2min,產率可在90%以上。溫度超過1200K時,羰基硫分解為一氧化碳和硫。
  • 1.27MPa、125-130℃下,以丁醇為溶劑,用乙酸鈉催化一氧化碳和硫磺的反應而得。反應產率約90%。
 
 

存在及應用

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空氣中的羰基硫是全球硫循環中的一環:火山爆發深海熱液噴口中都會產生羰基硫,羰基硫也以0.5 (±0.05) ppb的濃度微量存在於大氣中。羰基硫也是合成氣的主要含硫雜質之一。大氣中的羰基硫在平流層中被氧化為硫酸

星際介質中也檢測到了羰基硫的存在。

奶酪捲心菜亦會產生少量的羰基硫。羰基硫在糧食種子中的含量一般在0.05-0.1 mg/kg之間。

羰基硫可替代溴甲烷磷化氫而被用作熏蒸劑有機合成中,用於合成硫代酸、取代噻唑、殺蟲劑巴丹、除草劑燕麥敵殺草丹等。石化工業中用作在線儀表的校正氣標準氣

由於早期的地球上火山遍布地表,火山爆發非常頻繁,因此羰基硫也被認為是早期地球大氣中的組分之一。最近的研究中,Scripps和Salk研究所的研究人員在有/無空氣和其他物質(比如金屬離子)的條件下,分別將羰基硫通入含有胺基酸的水溶液中,使其在溫和的條件下發生反應,然後在劇烈反應數分鐘後分析產物,結果發現每種環境下都有產率非常高的二肽、三肽和四肽生成。這顯示了羰基硫對胺基酸縮合形成多肽的反應有催化作用,從而在一定程度上對米勒-尤列實驗中產生的胺基酸如何縮合進行了解釋,為生命起源理論補上了重要的一環。[3]

參考資料

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  1. ^ Couërbe, J. P. Ueber den Schwefelkohlenstoff. Journal für Praktische Chemie. 1841, 23: 83–124. doi:10.1002/prac.18410230105. 
  2. ^ Ferm R. J. The Chemistry of Carbonyl sulfide. Chemical Reviews. 1957, 57 (4): 621–640. doi:10.1021/cr50016a002. 
  3. ^ Luke Leman, Leslie Orgel, M. Reza Ghadiri. Carbonyl Sulfide–Mediated Prebiotic Formation of Peptides. Science. 2004, 306 (5694): 283–286. PMID 15472077. doi:10.1126/science.1102722. 

延伸閱讀

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  • Beck, M. T.; Kauffman, G. B. COS and C3S2: The Discovery and Chemistry of Two Important Inorganic Sulfur Compounds. Polyhedron. 1985, 4 (5): 775–781. doi:10.1016/S0277-5387(00)87025-4. 
  • Crutzen, P. The possible importance of COS for the sulfate layer of the stratosphere. Geophys. Res. Lett. 1976, 3: 73–76. doi:10.1029/GL003i002p00073. 
  • Svoronos P. D. N., Bruno T. J. Carbonyl sulfide: A review of its chemistry and properties. Industrial & Engineering Chemistry Research. 2002, 41 (22): 5321–5336. doi:10.1021/ie020365n. 

外部連結

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