Сероуглерод

Чистый сероуглерод представляет собой бесцветную жидкость с приятным «эфирным» запахом. Технический продукт, полученный сульфидированием угля, имеет неприятный «редечный» запах. Молекула CS₂ линейна, длина связи С—S = 0,15529 нм; энергия диссоциации 1149 кДж/моль.

Сероуглерод токсичен, весьма огнеопасен, его диапазон между верхним и нижним пределом взрываемости — от 1,33 до 50% по объёму, считается самым широким; при использовании соединения обязательно наличие газоанализатора сероуглерода. Горит сероуглерод голубоватым низкотемпературным пламенем, которое даже бумагу не обугливает, в результате горения выделяется диоксид углерода и Диоксид серы.

${\displaystyle {\mathsf {CS_{2}+3O_{2}\rightarrow CO_{2}\uparrow +2SO_{2}\uparrow }}}$

Подобно диоксиду углерода, CS₂ является кислотным ангидридом и при взаимодействии с некоторыми сульфидами может образовывать соли тиоугольной кислоты (Н₂СS₃). При реакции с щелочами образуются соли дитиоугольной кислоты и продукты их диспропорционирования.

Однако сероуглерод, в отличие от диоксида углерода, проявляет большую реакционную способность по отношению к нуклеофилам и легче восстанавливается.

Так, сероуглерод способен реагировать с C-нуклеофилами, его взаимодействие с фенолятами активированных метиларилкетонов идёт с образованием бис-тиолятов арилвинилкетонов, которые могут быть проалкилированы до бис-алкилтиоарилвинилкетонов; эта реакция имеет препаративное значение^[2]:

${\displaystyle {\mathsf {PyCOCH_{3}+CS_{2}+2t{\text{-}}BuOK\rightarrow PyCOCH{\text{=}}C(S^{-}K^{+})_{2}+2t{\text{-}}BuOH}}}$

${\displaystyle {\mathsf {PyCOCH{\text{=}}C(S^{-}K^{+})+2MeI\rightarrow PyCOCH{\text{=}}C(SMe)_{2}+2KI}}}$

При взаимодействии с натрием в диметилформамиде сероуглерод образует 1,3-дитиол-2-тион-4,5-дитиолят натрия, использующийся в качестве предшественника в синтезе тетратиафульваленов^[3]:

При взаимодействии с первичными или вторичными аминами в щелочной среде образуются соли дитиокарбаматы:

${\displaystyle {\mathsf {2R_{2}NH+CS_{2}\rightarrow [R_{2}NH_{2}^{+}][R_{2}NCS_{2}^{-}]}}}$

Для растворимых дитиокарбаматов характерно образование комплексов с металлами, что используется в аналитической химии. Они также имеют большое промышленное значение в качестве катализаторов вулканизации каучука.

Со спиртовыми растворами щелочей образует ксантогенаты:

${\displaystyle {\mathsf {RONa+CS_{2}\rightarrow [Na^{+}][ROCS_{2}^{-}]}}}$

Такими сильными окислителями, как, например, перманганат калия, сероуглерод разлагается с выделением серы.

С оксидом серы (VI) сероуглерод взаимодействует с образованием сульфоксида углерода:

${\displaystyle {\mathsf {CS_{2}+3SO_{3}\rightarrow COS+4SO_{2}\uparrow }}}$

С оксидом хлора(I) образует фосген:

${\displaystyle {\mathsf {CS_{2}+3Cl_{2}O\rightarrow COCl_{2}\uparrow +2SOCl_{2}}}}$

Сероуглерод хлорируется в присутствии катализаторов до перхлорметилмеркаптана CCl₃SCl^[4], использующегося в синтезе тиофосгена CSCl₂:

${\displaystyle {\mathsf {2CS_{2}+5Cl_{2}\rightarrow 2CCl_{3}SCl+S_{2}Cl_{2}}}}$

${\displaystyle {\mathsf {CCl_{3}SCl{\xrightarrow[{}]{[H]}}CSCl_{2}+2HCl\uparrow }}}$

Избытком хлора сероуглерод хлорируется до четырёххлористого углерода:

${\displaystyle {\mathsf {CSCl_{2}+2Cl_{2}\rightarrow CCl_{4}+S_{2}Cl_{2}}}}$

Фторирование сероуглерода фторидом серебра в ацетонитриле ведёт к образованию трифторметилтиолята серебра, эта реакция имеет препаративное значение^[5]:

${\displaystyle {{\ce {CS2 + 3 AgF ->[CH3CN] CF3SAg + Ag2S}}}}$

При температурах выше 150 °C протекает гидролиз сероуглерода по реакции:

${\displaystyle {\mathsf {CS_{2}+2H_{2}O\rightarrow CO_{2}\uparrow +2H_{2}S\uparrow }}}$

В промышленности получают по реакции метана с парами серы в присутствии силикагеля при 500—700 °C в камере из хромоникелевой стали:

${\displaystyle {\mathsf {CH_{4}+4S\rightarrow CS_{2}+2H_{2}S\uparrow }}}$

Также сероуглерод можно получить взаимодействием древесного угля и паров S при 750—1000 °C.

Хорошо растворяет жиры, масла, смолы, каучук, используют как экстрагент; растворяет серу, фосфор, иод, нитрат серебра.

Большая часть (80 %) производимого сероуглерода идёт в производство вискозы — сырья в производстве вискозного волокна («искусственного шёлка»). Его применяют для получения различных химических веществ (ксантогенатов, четырёххлористого углерода, роданидов).

Сероуглерод ядовит. Полулетальная доза при поступлении внутрь составляет 3188 мг/кг. Высокотоксичная концентрация в воздухе — свыше 10 мг/л. Оказывает местное раздражающее, резорбтивное действия. Обладает психотропными, нейротоксическими свойствами, которые связаны с его наркотическим воздействием на центральную нервную систему.

При отравлении возникают головная боль, головокружение, судороги, потеря сознания. Бессознательное состояние может сменяться психическим и двигательным возбуждением. Могут наблюдаться рецидивы судорог с потерей сознания, угнетение дыхания. При приёме внутрь наступают тошнота, рвота, боли в животе. При контакте с кожей наблюдаются гиперемия и химические ожоги.

Прежде всего необходимо удалить пострадавшего из поражённой зоны. При попадании сероуглерода внутрь необходимо выполнить промывание желудка с использованием зонда, форсированный диурез, ингаляцию кислорода. Обычно проводят симптоматическую терапию. При судорогах вводят 10 мг диазепама внутривенно.