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Sulfanilo

El sulfanilo ( HS • ), también conocido como radical mercapto , radical hidrosulfuro o hidridosulfuro , es una molécula radical simple que consta de un átomo de hidrógeno y uno de azufre. El radical aparece en el metabolismo de los organismos a medida que se desintoxica el H 2 S. El sulfanilo es uno de los tres principales gases que contienen azufre en gigantes gaseosos como Júpiter y es muy probable que se encuentre en enanas marrones y estrellas frías. Fue descubierto originalmente por Margaret N. Lewis y John U. White en la Universidad de California en 1939. [4] Observaron bandas de absorción molecular alrededor de 325 nm pertenecientes al sistema designado por 2 Σ + ← 2 Π i . Generaron el radical por medio de una descarga de radiofrecuencia en sulfuro de hidrógeno . [5] El HS • se forma durante la degradación del sulfuro de hidrógeno en la atmósfera de la Tierra. Esto puede ser una acción deliberada para destruir olores o un fenómeno natural. [6]

El análogo orgánico del sulfanilo es el radical tiilo con la fórmula RS • , donde R es algún grupo orgánico (por ejemplo, alquilo o arilo ).

Ocurrencia natural

Las líneas de absorción de sulfanilo en el espacio fueron detectadas por primera vez en el infrarrojo por Yamamura (2000) en una estrella R And . En el sol • SH se detectó en varias longitudes de onda ultravioleta : 326,0459, 327,5468, 328,9749, 330,0892 y 330,1112 nm. [7]

Se ha detectado sulfanilo en el gas interestelar , [8] y posiblemente esté presente en los cometas. [9]

Varios estudios teóricos han examinado el HS • en atmósferas. En la atmósfera terrestre, el HS • reacciona con NO 2 para formar dos productos HSNO 2 y HSONO. El HSONO se descompone en HSO y NO. El HS • también reacciona con O 2 y N 2 O. [10] El HS • también puede reaccionar con Cl 2 produciendo HSCl y un átomo de Cl • . [11] El HS • destruye el ozono produciendo HSO • y oxígeno. [12] El HS • se forma en la atmósfera terrestre por la reacción de HO • , el radical hidroxilo , en disulfuro de carbono , oxisulfuro de carbono y sulfuro de hidrógeno con productos secundarios de dióxido de carbono y agua. La fotodisociación del sulfuro de hidrógeno también produce el radical en el aire. [13]

En una atmósfera planetaria que contiene H 2 S, se formará HS • si la temperatura y la presión son suficientemente altas. La relación entre H 2 S y HS • viene dada por:

log( XH2S / XHS ) = −3,37 + 8785 / T + 0,5 log P T + 0,5 log XH2

Para una atmósfera dominada por hidrógeno en un gigante gaseoso o una estrella: H 2 S tiene el mismo nivel que HS • en

.

A temperaturas más altas, el HS • se descompone en vapor de azufre y H 2 . La línea de concentración igual de S y HS sigue la línea

.

Las líneas de igual concentración se cruzan a 1509 K y 1,51 Pa, y el HS • queda fuera de la mezcla a temperaturas y presiones más bajas. • Se espera que el SH sea el segundo o tercer gas más común que contiene azufre en los gigantes gaseosos o enanas marrones . [14]

Formación

La descomposición térmica de mercaptanos, como el etilmercaptano, produce HS • . [15]

El radical puede formarse por la acción de la radiación ultravioleta sobre el sulfuro de hidrógeno, que separa un átomo de hidrógeno. Una longitud de onda de 190 nm proporciona la máxima absorción. [16]

En los seres humanos, la superóxido dismutasa [Cu-Zn] convierte el ion hidrosulfuro (HS − ) en HS • . Esto sucede cuando el ion Cu 2+ de la enzima se convierte en Cu + . [17]

La sulfuro deshidrogenasa que se encuentra en las bacterias del azufre cataliza la oxidación de HS − a HS • , eliminando un solo electrón. [18]

Cuando los minerales de azufre se lixivian con iones férricos, HS • se forma de esta manera:

MS + Fe3 + + 2H + → M2 + + Fe2 + + H2S • +

con el radical H 2 S •+ pasando luego un protón al agua para formar el radical HS • . M es un metal como el zinc o el cobre. [19] Esto tiene potencial para la biolixiviación en la extracción de minerales metálicos.

El ion hidrosulfuro HS − se puede oxidar a HS • con sulfato de cerio (IV) . [20]

Reacciones

Al ser un radical, HS • es bastante reactivo. En agua, HS puede reaccionar con O 2 produciendo SO 2 − y H + . SO 2 − reacciona además con O 2 para formar SO 2 y superóxido O 2 − . En agua, HS • tiene un equilibrio con S − • y H + . El radical hidroxilo • OH se combina con H 2 S para formar HS • y agua. [21] Otras reacciones investigadas por Tiee (1981) son HS • + etileno, HS • + O 2 → HO • + SO , y reacciones consigo mismo HS • + HS • → H 2 S 2 o H 2 y S. [22] El disulfuro puede reaccionar además con HS • para formar el radical disulfuro HS–S • y H 2 S. [19]

Propiedades

La energía de ionización del HS es 10,4219 eV. [23] El potencial de reducción para pasar a HS − es 0,92 eV. [24] El HS • en agua puede ionizarse a S •− y H + . El S •− puede catalizar una conversión cis-trans en lípidos . [25]

La distancia interatómica entre el azufre y el hidrógeno en el radical es de 0,134 nm. [26]

HS • reacciona con ácidos carboxílicos para formar sulfuro de carbonilo (COS) y probablemente es la principal fuente de esta sustancia en la atmósfera de la Tierra. [20]

Moléculas relacionadas

HS—S • se llama disufanilo con cadenas alargadas como trisulfanilo, tetrasulfanilo y pentasulfanilo HSSSSS • . S − * se denomina sulfanidilo. HS + se conoce como sulfanilio, y el ion hidrosulfuro común HS − también se conoce como sulfanido para un ligando o sulfanuro como anión. Más abajo en la tabla periódica, HSe • se conoce como selanilo, y HTe • se denomina tellanilo.

Referencias

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