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羰基硫(化学式:COS)又称氧硫化碳、硫化羰,通常状态下为有臭鸡蛋气味的无色气体。它是一个结构上与二硫化碳和二氧化碳类似的无机碳化合物,气态的COS分子为直线型,一个碳原子以两个双键分别与氧原子和硫原子相连。羰基硫性质稳定,但会与氧化剂强烈反应,水分存在时也会腐蚀金属。可燃。有毒,但与硫化氢一样,会使人对其在空气中的浓度产生低估。
羰基硫首先由J. P. Couërbe在1841年制得,但Couërbe将它误认为是硫化氢和二氧化碳的混合物。1867年,Carl von Than首先对羰基硫进行了分析。
目前羰基硫主要通过下面六种方法制取:
1、常压、350-450℃和金属硫化物(如硫化镍、硫化钾、硫化钠)催化下,由摩尔比为3-5:1的一氧化碳与硫磺气相反应制取。反应0.5-2min,产率可在90%以上。温度超过1200K时,羰基硫分解为一氧化碳和硫。
2、1.27MPa、125-130℃下,以丁醇为溶剂,用乙酸钠催化一氧化碳和硫磺的反应而得。反应产率约90%。
3、由二硫化碳与尿素在120-160℃下反应制取。反应产率可达90%-98%。
4、 由二氧化硫和一氧化碳在760-980℃和木炭催化下反应制取。
5、 由硫化氢和二氧化碳在常压,250-400℃和碳酸钠、硫酸钾等催化剂存在下反应制取。
6、 实验室中通常用粉状硫氰酸钾/硫氰酸铵和浓硫酸反应制取羰基硫。这个反应会产生大量的副产物,生成的气态羰基硫经氢氧化钠吸收,冷却,在液氦温度下冷冻抽空提纯。
KSCN+2H2SO4+H2O=KHSO4+NH4HSO4+COS
空气中的羰基硫是全球硫循环中的一环:火山爆发和深海热液喷口中都会产生羰基硫,羰基硫也以0.5 (±0.05) ppb的浓度微量存在于大气中。羰基硫也是合成气的主要含硫杂质之一。大气中的羰基硫在平流层中被氧化为硫酸。
星际介质中也检测到了羰基硫的存在。
奶酪和卷心菜亦会产生少量的羰基硫。羰基硫在粮食和种子中的含量一般在0.05-0.1 mg/kg之间。
羰基硫可替代溴甲烷和磷化氢而被用作熏蒸剂。有机合成中,用于合成硫代酸、取代噻唑、杀虫剂巴丹、除草剂燕麦敌、杀草丹等。石化工业中用作在线仪表的校正气、标准气。
由于早期的地球上火山遍布地表,火山爆发非常频繁,因此羰基硫也被认为是早期地球大气中的组分之一。最近的研究中,Scripps和Salk研究所的研究人员在有/无空气和其他物质(比如金属离子)的条件下,分别将羰基硫通入含有氨基酸的水溶液中,使其在温和的条件下发生反应,然后在剧烈反应数分钟后分析产物,结果发现每种环境下都有产率非常高的二肽、三肽和四肽生成。这显示了羰基硫对氨基酸缩合形成多肽的反应有催化作用,从而在一定程度上对米勒-尤列实验中产生的氨基酸如何缩合进行了解释,为生命起源理论补上了重要的一环。
英文名 | Carbonyl sulfide |
IUPAC英文名 | Carbon oxide sulfide |
其他名称 | 氧硫化碳、硫化羰 |
识别 | |
CAS号 | 463-58-1 |
EINECS号 | 207-340-0 |
SMILES | O=C=S |
性质 | 活泼 |
化学式 | COS |
摩尔质量 | 60.07 g mol |
密度 | 2.51 g/L (气, 20°C) 0.985 g/mL (液, 20°C) |
熔点 | −139 °C (134 K) |
沸点 | −50 °C (223 K) |
在水中的 溶解度 | 54 mL/100 mL (20°C) |
在其他溶剂 中的溶解度 | 可溶于醇、二硫化碳 |
分子偶极矩 | 0.72 D |
结构 | 直线型 |
晶体结构 | 三方晶系 (固态),每个晶胞只含有1个OCS分子 |
分子构型 | 气态分子为直线型 |
热力学 | |
ΔfH (298K) | −142.0 kJ·mol (气态) |
S (298K) | 231.56 J·K·mol (气态) |
Cp | 41.50 J·K·mol (气态) |
危险性 | |
MSDS | MSDS |
EU Index | 未列出 |
主要危险 | 可燃,吸入羰基硫含量超过100ppm的空气对身体有害 |
警示性质 标准词 | R11, R20, R36, R37, R38 |
爆炸极限 | 12-28% |
相关化学品 | 二氧化碳、二硫化碳 |
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批准号 |
29276254 |
项目名称 |
煤基合成气中羰基硫水解催化剂失活动力学的研究 |
项目类别 |
面上项目 |
申请代码 |
B0815 |
项目负责人 |
谈世韶 |
负责人职称 |
教授 |
依托单位 |
太原理工大学 |
研究期限 |
1993-01-01 至 1995-12-31 |
支持经费 |
6.5(万元) |