El 2-mercaptobenzotiazol es un compuesto orgánico de azufre con la fórmula C 6 H 4 (NH)SC=S . Es un sólido blanco que se utiliza en la vulcanización del caucho con azufre. [1]
La molécula es plana con un doble enlace C=S, por lo que el nombre mercaptobenzotiazol es un nombre inapropiado, un nombre más apropiado podría ser benzotiazolina-2-tiona . Las mediciones de solución por espectroscopia de RMN no pudieron medir la presencia del tautómero tiol que el nombre implica, en cambio existe como una tiona / ditiocarbamato y el hidrógeno aparece en el nitrógeno en estado sólido, fase gaseosa y en solución. [2] La teoría indica que el tautómero tiona es aproximadamente 39 kJ/mol menor en energía que el tiol, y un dímero de la tiona unido por hidrógeno tiene una energía aún menor. [3] A un pH alcalino mayor de 7, la forma tiolato desprotonada es la más abundante. No se pudo observar una forma protonada en el rango de pH 2-11. [4]
El compuesto se ha producido por muchos métodos. La vía industrial implica la reacción a alta temperatura de anilina y disulfuro de carbono en presencia de azufre, que se desarrolla según esta ecuación idealizada: [3]
La ruta tradicional es la reacción de 2-aminotiofenol y disulfuro de carbono:
Este método fue desarrollado por el descubridor del compuesto, A. W. Hoffmann. Otras rutas desarrolladas por Hoffmann incluyen las reacciones del disulfuro de carbono con 2-aminofenol y del hidrosulfuro de sodio con clorobenzotiazol. [5] En la década de 1920 se informaron otros avances sintéticos que incluyeron la demostración de que los ditiocarbamatos de fenilo se pirolizan para formar un derivado de benzotiazol. [6]
El compuesto es insoluble en agua pero se disuelve al agregarle una base, lo que refleja la desprotonación. [7] El tratamiento con níquel Raney da como resultado una monodesulfuración, dando lugar al benzotiazol : [3]
El anillo benzo sufre una sustitución aromática electrofílica en la posición para con respecto al nitrógeno. [3]
La oxidación produce disulfuro de mercaptobenzotiazol, que reacciona con aminas para dar derivados de sulfenamida como el 2-morfolinoditiobenzotiazol, que se utilizan en la vulcanización con azufre , donde actúan como aceleradores.
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Al utilizar 2-mercaptobenzotiazol, el caucho se vulcaniza con menos azufre y, a temperaturas más suaves, ambos factores dan como resultado un producto más resistente. Este efecto fue reportado por trabajadores de Pirelli y de Goodyear Tire & Rubber. [1] Lorin B. Sebrell ganó la Medalla Charles Goodyear en 1942 por su trabajo sobre el mercaptobenzotiazol.
En la polimerización, se utiliza como inhibidor de polimerización radical, agente de transferencia de cadena , agente de reformado y aditivo para fotoiniciadores . [8]
El compuesto también se ha utilizado en el pasado en la industria minera de oro para la flotación por espuma de oro a partir de residuos de mineral como parte del proceso de extracción. [9]
La sal de sodio se utiliza como biocida y conservante en adhesivos (especialmente a base de látex, almidón, caseína y colas animales), papel y textiles. A menudo se encuentra junto con dimetilditiocarbamato de sodio , como por ejemplo Vancide 51. La sal de zinc se utiliza como acelerador secundario en la vulcanización de espuma de látex. [10]
Se puede añadir a fluidos hidráulicos a base de aceite , fluidos de transferencia de calor ( aceites , anticongelantes ), fluidos de corte y otras mezclas como inhibidor de corrosión , eficaz para cobre y aleaciones de cobre . [11]
También se utiliza en dermatología veterinaria. [12]
En galvanoplastia se utiliza como abrillantador de baños de sulfato de cobre , en una proporción de entre 50 y 100 miligramos por litro. También se puede añadir a baños de cianuro de plata. [11]
El mercaptobenzotiazol tiene una baja toxicidad en ratones, con una DL50 de >960 mg/kg. [3]
Estudios lo han identificado como un potencial carcinógeno humano . [13] [14] En 2016, la Organización Mundial de la Salud lo identificó como probablemente cancerígeno para los humanos. [15]
Provoca dermatitis alérgica de contacto . [16] El derivado morfolinilmercaptobenzotiazol es un alérgeno reportado en guantes protectores, incluidos guantes de látex, nitrilo y neopreno . [17]
Se transporta por el aire como consecuencia del desgaste de los neumáticos de los automóviles y se puede inhalar . [18]