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Ditiocarbamato

Estructura química general de los ésteres de ditiocarbamato. R y R" son cualquier grupo (normalmente hidrógeno u organilo ), y R' es organilo.

En química orgánica , un ditiocarbamato es un grupo funcional con la fórmula general R 2 N−C(=S)−S−R y estructura >N−C(=S)−S− . Es el análogo de un carbamato en el que ambos átomos de oxígeno son reemplazados por átomos de azufre (cuando solo se reemplaza 1 oxígeno el resultado es tiocarbamato ).

El ditiocarbamato también se refiere al ion ditiocarbamato R 2 N−CS2y sus sales. Un ejemplo común es el dietilditiocarbamato de sodio . Los ditiocarbamatos y sus derivados se utilizan ampliamente en la vulcanización del caucho. [1]

Formación

Muchas aminas secundarias reaccionan con disulfuro de carbono e hidróxido de sodio para formar sales de ditiocarbamato: [2]

R2NH + CS2 + NaOHR2NCS2Na ++ H2O

El amoniaco reacciona con CS2 de manera similar:

2NH3 + CS2H2NCS2 NH4 +

Las sales de ditiocarbamato son sólidos de color pálido que son solubles en agua y disolventes orgánicos polares.

Ácido ditiocarbámico

Una amina primaria y disulfuro de carbono reaccionan para dar un ácido ditiocarbámico :

RNH2 + CS2 R (H ) NCS2H

En presencia de diimidas o piridina, estos ácidos se convierten en isotiocianatos : [3]

R(H)NCS2H + C(=NR') 2 → RN=C=S+S=C(NHR') 2

Reacciones

Los ditiocarbamatos se alquilan fácilmente en S. Por lo tanto, el dimetilditiocarbamato de metilo se puede preparar mediante metilación del ditiocarbamato: [4]

( CH3 ) 2NCS2Na + ( CH3O ) 2SO2 → ( CH3 ) 2NC ( S ) SCH3 + Na [ CH3OSO3 ]

La oxidación de ditiocarbamatos produce disulfuro de tiuram :

2R2NCS2 → [ R2NC ( S)S ] 2 + 2e −

Los disulfuros de tiuram reaccionan con reactivos de Grignard para dar ésteres de ácido ditiocarbámico: [5]

[ R2NC ( S)S] 2 + R'MgX → R2NC ( S ) SR' + R2NCS2MgX

Los ditiocarbamatos reaccionan con sales de metales de transición para dar una amplia variedad de complejos de ditiocarbamatos de metales de transición .

Estructura y unión

Los ditiocarbamatos se describen invocando estructuras de resonancia que enfatizan las propiedades de donador de pi del grupo amina. Esta disposición de enlace se indica mediante una distancia corta C-N y la coplanaridad del núcleo NCS2, así como de los átomos unidos a N. [6]

Principales estructuras de resonancia de un anión ditiocarbamato.

Debido a la pi-donación del nitrógeno, los ditiocarbamatos son más básicos que los aniones estructuralmente relacionados, como los ditiocarboxilatos y los xantatos . En consecuencia, tienden a unirse como ligandos bidentados . Otra consecuencia del enlace múltiple C–N es que la rotación alrededor de ese enlace está sujeta a una alta barrera.

Aplicaciones

Existen varios complejos de ditiocarbamatos de metales de transición que son útiles en la industria. Los ditiocarbamatos de zinc se utilizan para modificar la reticulación de ciertas poliolefinas con azufre, un proceso llamado vulcanización . Se utilizan como ligandos para la quelación de metales. [7]

Estructura del dimetilditiocarbamato de zinc.

Algunos ditiocarbamatos, específicamente los bisditiocarbamatos de etileno (Los EBDCs ), en forma de complejos con manganeso ( maneb ), zinc ( zineb ) o una combinación de manganeso y zinc ( mancozeb ), se han utilizado ampliamente como fungicidas en la agricultura desde la década de 1940. [8] En los Estados Unidos comenzaron a registrarse para su uso a fines de la década de 1950 y principios de la de 1960 y rápidamente se pusieron a trabajar en la mancha de hollín y la mancha de mosca . [9] Muchos productores cambiaron de captan a EBDCs por el período residual más largo. [9] Tanto el captan como los EBDC fueron los tratamientos primarios para SBFS en ese país hasta principios de la década de 1990, cuando la Agencia de Protección Ambiental de los EE. UU. prohibió los EBDC dentro de los 77 días posteriores a la cosecha. [9] Esto efectivamente hizo imposible el uso de verano, redujo el uso de EBDC en general y aumentó radicalmente el SBFS. [9]

El metilenbis(dibutilditiocarbamato) es un aditivo presente en algunos aceites para engranajes de extrema presión , que actúa como antioxidante y protege las superficies metálicas. [10]

Véase también

Referencias

  1. ^ Engels, Hans-Wilhelm; et al. "Caucho, 4. Productos químicos y aditivos". Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry . Weinheim: Wiley-VCH. doi :10.1002/14356007.a23_365.pub2. ISBN 978-3527306732.
  2. ^ Rüdiger Schubart (2000). "Ácido ditiocarbámico y derivados". Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry . Weinheim: Wiley-VCH. doi :10.1002/14356007.a09_001. ISBN 3-527-30673-0.
  3. ^ Smith, Michael B.; March, Jerry (2007), Química orgánica avanzada: reacciones, mecanismos y estructura (6.ª ed.), Nueva York: Wiley-Interscience, pág. 1297, ISBN 978-0-471-72091-1
  4. ^ AD Ainley; WH Davies; H. Gudgeon; JC Harland; WA Sexton (1944). "La constitución de las llamadas carbotialdinas y la preparación de algunos compuestos homólogos". J. Chem. Soc. : 147–152. doi :10.1039/JR9440000147.
  5. ^ John R. Grunwell (1970). "Reacción de reactivos de Grignard con disulfuro de tetrametiltiuram [que produce ditiocarbamatos]". J. Org. Chem . 35 (5): 1500–1501. doi :10.1021/jo00830a052.
  6. ^ Coucouvanis, Dimitri (1979). "La química de los complejos de ditioácido y 1,1-ditiolato, 1968-1977". Prog. Inorg. Chem . Progreso en química inorgánica. 26 : 301-469. doi :10.1002/9780470166277.ch5. ISBN 978-0-470-16627-7.
  7. ^ Greenwood, Norman N. ; Earnshaw, Alan (1997). Química de los elementos (2.ª ed.). Butterworth-Heinemann . ISBN 978-0-08-037941-8.
  8. ^ "Una breve historia de los fungicidas". The American Phytopathological Society. Archivado desde el original el 16 de abril de 2016. Consultado el 10 de mayo de 2016 .
  9. ^ abcd Gleason, Mark L.; Zhang, Rong; Batzer, Jean C.; Sun, Guangyu (25 de agosto de 2019). "Patógenos ocultos: el complejo fúngico de la mancha de hollín y la mancha de mosca". Revisión anual de fitopatología . 57 (1). Revisiones anuales : 135–164. doi :10.1146/annurev-phyto-082718-100237. ISSN  0066-4286. PMID  31150591. S2CID  172137916.
  10. ^ Theo Mang; Jürgen Braun; Wilfried Dresel; Jürgen Omeis (2011). "Lubricantes, 2. Componentes". Enciclopedia Ullmanns de química industrial . Wiley-VCH. doi :10.1002/14356007.o15_o04. ISBN 978-3-527-30673-2.