Ксантогенаты

Ксантогенаты (ксантаты, дитиокарбонаты) — тривиальное название солей и эфиров ксантоновых кислот (O-эфиров дитиоугольной кислоты ROC(=S)SH). IUPAC рекомендует для этих соединений название дитиокарбонаты.

Свойства

Дитиокарбонаты щелочных металлов ROC(=S)S⁻Me⁺ и полные эфиры дитиоугольной кислоты ROC(=S)SR’, в отличие от самих дитиоугольных кислот, устойчивы.

Соли дитиоугольной кислоты представляют собой твёрдые кристаллические вещества с неприятным запахом; окраска ксантогенатов зависит от металла и углеводородного радикала, входящего в их состав. Ксантогенаты щелочноземельных металлов обычно окрашены в светлые тона — от белого до светло-жёлтого. Ксантогенаты щелочноземельных металлов хорошо растворимы в воде, низших спиртах и кетонах, ацетонитриле. Растворимость возрастает в ряду: Hg²⁺, Ag⁺, Сu⁺, Со³⁺, Pb²⁺, Тl²⁺, Cd²⁺, Ni²⁺, Zn²⁺. Плохо растворимы в спирте и эфире и хорошо растворимы в хлороформе и хлористом метилене.

S-метилдитиокарбонаты при нагревании отщепляют метилмеркаптан и сероокись углерода, образуя алкены (реакция Чугаева):

RR’CHCH₂OC(=S)SCH₃ → RR’CH=CH₂ + CH₃SH + COS

Синтез

Соли дитиоугольной кислоты обычно получают взаимодействием соответствующего спирта с сероуглеродом и щёлочью в полярном растворителе:

ROH + CS₂ + NaOH → ROC(=S)SNa + H₂O

В некоторых случаях использование метилсульфинил-карбаниона MeSOCH₂⁻ даёт лучшие результаты. Полные эфиры дитиоугольной кислоты могут быть получены алкилированием соответствующим алкилгалогенидом:

ROC(=S)SNa + R’I → ROC(=S)SR’ + NaI

Применение

Наиболее крупнотоннажным ксантогенатом является вискоза — ксантогенат целлюлозы, используемый при производстве вискозного волокна. Алкилксантогенаты щелочных металлов (в частности, бутилксантогенат калия) используются при обогащении флотацией сульфидных руд (например, при получении свинца из буланжерита).

Токсичность

Алкилксантогенаты щелочных металлов токсичны для человека и других млекопитающих (разовая ЛД50 для крыс составляет 450 мг/кг), что, предположительно, связано с высвобождением сероуглерода при попадании в организм и его токсическим действием. Опасны как при вдыхании (слабость, головная боль, головокружение, одышка, сердцебиение, боль в груди, тошнота, рвота, синюшность кожных покровов и слизистых), так и при попадании на кожу (краснота, отёк) и в глаза (слезотечение, резь в глазах). Действуют через неповрежденную кожу.

При попадании на кожу и слизистые оказывает раздражающее действие. При длительном соприкосновении отмечается токсидермия и появление экземы, дерматита. При попадании внутрь преимущественно поражает центральную нервную систему. У рабочих флотационных производств со стажем 5 лет отмечены признаки хронического отравления сероуглеродом, в том числе с поражением нервной системы.

Токсичность накапливается и проявляется в том числе при длительной работе в контакте с концентрациями менее ПДК (10 мг/м3), например, у аппаратчиков флотационных производств. Для работы требуются средства защиты органов дыхания фильтрующего типа (промышленный противогаз марки А) или изолирующего типа, обязательна защита кожных покровов.