Ácido tiocarboxílico

Los ácidos tiocarboxílicos son compuestos organosulfurados en los que uno o los dos oxígenos de un grupo carboxílico se ha sustituido por un azufre divalente. Pueden ser monotiocarboxílicos, como los tautómeros tiona (RC(S)OH) y una forma de tiol (RC(O)SH) o ditiocarboxílicos, RC(=S)SH. A veces también se les denomina "ácido O-carbotioico" y "ácido S-carbotioico" respectivamente. De estos, la forma de tiol es la más común (por ejemplo, el ácido tioacético). Un ácido tiocarboxílico natural es el ácido 2,6-piridinadicarbotioico, un sideróforo.

Síntesis

Los ácidos tiocarboxílicos se preparan típicamente por metátesis salina a partir del cloruro de acilo, como en la siguiente conversión de cloruro de benzoilo en ácido tiobenzoico usando sulfuro ácido de potasio (KHS), de acuerdo con la siguiente ecuación idealizada:

${\mathrm{C}}_{\mathrm{6}}{\mathrm{H}}_{\mathrm{5}}\mathrm{C}\mathrm{(}\mathrm{O}\mathrm{)}\mathrm{C}\mathrm{l}\mathrm{+}\mathrm{K}\mathrm{H}\mathrm{S}\mathrm{⟶}{\mathrm{C}}_{\mathrm{6}}{\mathrm{H}}_{\mathrm{5}}\mathrm{C}\mathrm{(}\mathrm{O}\mathrm{)}\mathrm{S}\mathrm{H}\mathrm{+}\mathrm{K}\mathrm{C}\mathrm{l}$

Reactividad

Los ácidos tiocarboxílicos son aproximadamente 100 veces más ácidos que los ácidos carboxílicos análogos. Así, a pH neutro, los ácidos están completamente ionizados. Las sales de sus bases conjugadas (por ejemplo, el tioacetato de potasio) sirven como reactivos para instalar grupos tiol a través del desplazamiento de haluros de alquilo para dar el tioéster, que a su vez es susceptible a la hidrólisis. Para el ácido tiobenzoico (PhC(O)SH) el pKa = 2,48. Para el ácido tioacético, el pKa está cerca de 3.4.

Los ácidos tiocarboxílicos reaccionan con varios grupos funcionales de nitrógeno, como los compuestos orgánicos de azidas, nitroderivados e isocianato, para dar amidas en condiciones suaves. Este método evita la necesidad de una anilina u otra amina altamente nucleófila para iniciar una sustitución de acilo formadora de amida, pero requiere la síntesis y el manejo del ácido tiocarboxílico inestable. A diferencia de la reacción de Schmidt u otras vías de ataque nucleofílico, la reacción con una aril- o alquil azida comienza con una cicloadición [3 + 2]; el heterociclo resultante expulsa N₂ y el átomo de azufre para dar la amida monosustituida.

Ácidos ditiocarboxílicos

Los ácidos ditiocarboxílicos, con la fórmula RCS₂H, son menos comunes que los monotioderivados. Son aproximadamente 3 veces más ácidos que los ácidos monotiocarboxílicos. Por lo tanto, para el ácido ditiobenzoico, el pKa = 1,92. Dichos compuestos se preparan comúnmente mediante la reacción de sulfuro de carbono con un reactivo de Grignard:

$\mathrm{R}\mathrm{M}\mathrm{g}\mathrm{X}\mathrm{+}\mathrm{C}{\mathrm{S}}_{\mathrm{2}}\mathrm{⟶}\mathrm{R}\mathrm{C}{\mathrm{S}}_{\mathrm{2}}\mathrm{M}\mathrm{g}\mathrm{X}$

$\mathrm{R}\mathrm{C}{\mathrm{S}}_{\mathrm{2}}\mathrm{M}\mathrm{g}\mathrm{X}\mathrm{+}\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{l}\mathrm{⟶}\mathrm{R}\mathrm{C}{\mathrm{S}}_{\mathrm{2}}\mathrm{H}\mathrm{+}\mathrm{M}\mathrm{g}\mathrm{X}\mathrm{C}\mathrm{l}$

Esta reacción es comparable a la formación de ácidos carboxílicos utilizando un reactivo de Grignard y dióxido de carbono. Las sales de ditiocarboxilato son fácilmente S-alquiladas para dar ésteres de ditiocarboxilato:

$\mathrm{R}\mathrm{C}{\mathrm{S}}_{\mathrm{2}}\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{+}{\mathrm{R}}^{\prime }\mathrm{C}\mathrm{l}\mathrm{⟶}\mathrm{R}\mathrm{C}{\mathrm{S}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{R}}^{\prime }\mathrm{+}\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{C}\mathrm{l}$

Los ácidos arilditiocarboxílicos, como por ejemplo, el ácido ditiobenzoico, se puede clorar para dar los cloruros de tioacilo.

Véase también

• Tioéster
• Tiocarbamato
• Ácido tiocarbónico