ácido tiocarboxílico

Forma tiona (ácido carbotioico O )

Forma tiólica (ácido carbotioico S )

En química orgánica , los ácidos tiocarboxílicos o ácidos carbotioicos son compuestos organosulfurados relacionados con los ácidos carboxílicos mediante la sustitución de uno de los átomos de oxígeno por un átomo de azufre . Son posibles dos tautómeros : una forma tiona ( RC(S)OH ) y una forma tiólica ( RC(O)SH ). ^{[ 1 ] [ 2 ]} A veces también se les denomina "ácido carbotioico O " y "ácido carbotioico S ", respectivamente. De estos, la forma tiólica es la más común (por ejemplo, el ácido tioacético ).

Los ácidos tiocarboxílicos son raros en la naturaleza, sin embargo, los ^componentes biosintéticos para producirlos parecen estar muy extendidos en las bacterias . ^{[ 3 ]} Algunos ejemplos incluyen el ácido piridina-2,6-dicarbotioico [ ^{4 ]} y la tioquinolobactina. ^{[ 3 ]}

Los ácidos tiocarboxílicos se preparan típicamente mediante metátesis de sales a partir del cloruro de ácido , como en la siguiente conversión de cloruro de benzoílo a ácido tiobenzoico utilizando hidrosulfuro de potasio según la siguiente ecuación idealizada: ^{[ 5 ]}

C ₆ H ₅ C(O)Cl + KSH → C ₆ H ₅ C(O)SH + KCl

Los sulfuros covalentes, como el _P2S5 , generalmente dan bajos rendimientos a menos que se catalicen con _óxido de trifenilestibina . ^{[ 6 ]}

El ácido 2,6-piridindicarbotioico se sintetiza tratando el dicloruro del diácido con una solución de H ₂ S en piridina :

NC₅H₃ ( COCl ) _₂ + _{2 H₂S} + _{2 C₅H₅N} → [ C₅H₅NH⁺ _] [ ^HNC₅H₃ ( COS ) _⁻² ] ₊ [ _C₅H₅NH ] _Cl​​​​​_​​_​​

Esta reacción produce la sal de piridinio naranja del 2,6-dicarbotioato de piridinio. El tratamiento de esta sal con ácido sulfúrico da como resultado el ácido bis(tiocarboxílico) incoloro, que luego puede extraerse con diclorometano . ^{[ 7 ]}

A pH neutro, los ácidos tiocarboxílicos están completamente ionizados. Los ácidos tiocarboxílicos son aproximadamente 100 veces más ácidos que los ácidos carboxílicos análogos. El ácido tiobenzoico tiene un apK a _de 2,48 en comparación con 4,20 para el ácido benzoico, y el ácido tioacético tiene un apK a _cercano a 3,4 en comparación con 4,72 para el ácido acético . ^{[ 8 ]} La alquilación del ion tioato correspondiente produce un tioéster . ^{[ 2 ]}

Los tiolatos son altamente nucleofílicos y atacan a las olefinas deficientes en electrones . ^{[ 2 ] : 721–722}

La base conjugada del ácido tioacético, el tioacetato , introduce grupos tiol en dos pasos a partir de haluros de alquilo . Primero, el haluro se desplaza para dar un intermedio tioéster ; luego el producto se hidroliza :

R−X + CH ₃ COS ⁻ → R−SC(O)CH ₃ + X ⁻

R−SC(O)CH ₃ + H ₂ O → R−SH + CH ₃ CO ₂ H

Esta última reacción es bastante general, ya que los ácidos tiólicos son comparablemente susceptibles a la sustitución nucleofílica como los haluros de acilo . ^{[ 2 ] : 719}

Los ácidos tióticos son poco electrófilos, pero, al igual que los tioles, se radicalizan a un radical electrófilo RC(=O)S ^• . Los ácidos tiocarboxílicos se adicionan a olefinas ricas en electrones mediante una sustitución de radicales libres. ^{[ 2 ] : 721–723}

Los ácidos tiocarboxílicos reaccionan con varios grupos funcionales de nitrógeno, como azidas orgánicas , compuestos nitro e isocianatos , para dar amidas en condiciones suaves. ^{[ 9 ] [ 10 ]} Este método evita la necesidad de que la amina inicie una sustitución acílica formadora de amida, pero requiere la síntesis y manipulación del ácido tiocarboxílico inestable. ^{[ 10 ]} A diferencia de la reacción de Schmidt u otras vías de ataque nucleofílico, la reacción con una azida arílica o alquílica comienza con una cicloadición [3+2] . El heterociclo resultante expulsa N ₂ y el átomo de azufre para dar la amida monosustituida. ^{[ 9 ] [ 11 ]}

Los halógenos o sus equivalentes (por ejemplo, cloruro de sulfurilo ) oxidan los ácidos tiocarboxílicos a haluros de acilsulfenilo. Estos últimos son inestables y se descomponen en el transcurso de varias horas en el halógeno libre y el disulfuro de diacilo. ^{[ 12 ]}

• ácido ditiocarboxílico
• Tiocarbamato
• Tiocarbonato
• ácido tiocarbónico
• Ácido tiofórmico , el ácido tiocarboxílico más simple.