二苯二硫醚,英文名为Diphenyl disulfide,常温常压下为白色至淡黄色晶体,具有较为强烈的刺鼻性气味,不溶于水,易溶于醚类有机溶剂和醇类溶剂。二苯二硫醚可用作有机合成中间体,多用于分子中引入苯硫基官能团的试剂,能与很多有机亲核试剂和自由基反应,在有机合成化学中有着较为广泛的应用。此外,该物质自身也可作为一种催化剂,可催化双键异构化的反应。
结构性质
由于二苯二硫醚分子中含有两个硫原子,它可以通过与其他化合物发生氧化还原反应。当二苯二硫醚暴露在紫外光下时,它会吸收紫外线能量,使得其中的硫硫键断裂,形成两个苯硫自由基。这些自由基具有不稳定性,容易与其他分子发生反应,导致新的化学物质的产生。苯硫自由基具有很强的亲电性,可以参与亲电性反应。例如,它们可以与另一个苯环上的氢原子发生取代反应,形成二苯硫代苯基。此外,它们还可以与其他化合物中的双键或三键反应,形成新的化学键。由于苯硫自由基具有较强的活性,它们可以引发链式反应,从而导致化学反应加速和反应产物数量增加。因此,在使用或处理二苯二硫醚时需要小心,以避免可能的危险或意外情况的发生。
应用
二苯二硫醚可用作医药、农药、染料中间体,多用于基础想化学研究和生物活性分子结构修饰。在有机合成转化中,该物质多用于羰基化合物的α-苯硫基化,还原芳磺酸成硫醇,与芳卤反应成烃硫醚。此外,二苯二硫醚可以作为催化剂促进一些有机反应的进行。例如,它可以催化烯烃的异构化反应、硫化反应,芳香化反应以及环氧硅烯醇醚类的立体有择环化反应等。由于二苯二硫醚中含有两个苯硫基官能团,因此它可以被用作引入苯硫基的试剂,常用于有机合成中的烷基硫化反应、芳基硫化反应和烯烃硫化反应等。根据文献报道,二苯二硫醚还可以用作锂电池功能添加剂,通过在电解液中加入二苯二硫醚添加剂分子,可在电极表面形成固体电解质界面膜,该方法已被证明是提高锂离子电池能量密度和安全性能的有效方法。基于硫醚易于被氧化,能有效"捕捉"正极材料在高电压条件下产生的氧化活性物质,有望成为性能优异的锂电池添加剂。[2]
图1 二苯二硫醚的应用
在-78℃下,向2-溴噻吩(5.0mmol)在乙醚(6mL)中的溶液中加入叔丁基锂(1.3M,戊烷中,7.7mL,10mmol),搅拌反应混合物30分钟。然后在-78℃下再向反应混合物中滴加二苯二硫醚(1.09克)在乙醚(6毫升)中的溶液里。将反应混合物恢复至0 ℃,继续搅拌反应混合物1小时。将反应混合物加热至室温,搅拌反应混合物2.5小时。向混合物中滴加水(8毫升),然后用乙醚和石油醚的1:1混合物(3×10毫升)提取水层。用NaOH(2M水溶液)和盐水洗涤合并的有机层,将有机层在Na2SO4上干燥。分离出有机层并在减压下浓缩,通过硅胶柱色谱法纯化残留物,即可得到目标产物分子。[3]
稳定性
二苯二硫醚(Diphenyl disulfide)是一种相对稳定的化合物,在常温下可以长期保存。它具有较高的熔点和沸点,通常在室温下为固体,可以在惰性气体(如氮气)中进行保存。然而,二苯二硫醚也有一些化学反应可能会导致它的不稳定性,例如该物质接触氧化剂时可能导致其被氧化成亚砜而分解。
参考文献
[1] 于冰冰, 张超, 徐敬尧,等. 二苯二硫醚的结构和性质的理论研究[J]. 云南化工, 2018, 45(6):3.
[2] 汤思涵. 二苯二硫醚功能添加剂对锂离子电池电化学性能影响研究[D]. 华南师范大学.
[3] Li, Xiaojin; et al Organic Letters (2017), 19(4), 838-841