Composti organici dello zolfo: tioli, acidi solfonici, solfinici, solfuri, disolfuri

I composti organici dello zolfo abbracciano una vasta gamma di specie con diverse proprietà e reattività come ad esempio i tioli

Tra i più importanti composti organici dello zolfo si annoverano i tioli o mercaptani: essi sono analoghi agli alcoli tanto da essere spesso chiamati tioalcoli e presentano il gruppo funzionale –SH invece del gruppo funzionale –OH tipico degli alcoli. La loro nomenclatura è parallela a quella degli alcoli:
CH₃SH metantiolo (mercaptano metilico o tiolo metilico),   CH₃OH metanolo (alcol metilico).

Gli analoghi solforati degli eteri sono detti solfuri o tioeteri. I disolfuri hanno struttura RSSR, sono strutturalmente analoghi ai perossidi. La nomenclatura di questi composti è analoga a quella degli eteri.

CH₃CH₂SCH₂CH₃ solfuro di etile o solfuro dietilico   CH₃CH₂SSCH₂CH₃  disolfuro di etile

Vi sono altre classi di composti dello zolfo che non trovano corrispondenza con altrettanti classi dell’ossigeno. In tali classi lo zolfo è legato oltre che al carbonio e/o all’idrogeno anche ad altri atomi, per lo più ossigeno. Ne risultano composti apparentati agli acidi solforico e solforoso.

I legami zolfo-ossigeno possono essere formulati come legami doppi, così che il guscio esterno dello zolfo viene ad avere 10 o 12 elettroni. Gli elementi del terzo periodo della tavola periodica sono infatti capaci di espandere il guscio di valenza. Tra tali composti si annoverano l’acido alcansolfonico RSO₃H, l’acido alcansolfinico RSO₂H, il solfone alchilico RSO₂R’ e il solfossido alchilico. I solfoni e i solfossidi sono denominati mediante un sistema analogo a quello degli eteri. Nel caso di solfoni o solfossidi simmetrici spesso si usa il prefisso di-.

C₆H₅SO₂C₆H₅ solfone difenilico   C₆H₅SOCH₂CH₂CH₃  solfossido n-propilfenilico

Acidi solfonici e solfinici

Gli acidi solfonici e solfinici vengono sempre denominati come derivati degli idrocarburi. Tuttavia, poiché si considera il gruppo funzionale acido come gruppo prioritario i termini –solfonico e –solfinico appaiono come suffissi anziché prefissi. Formalmente questi acidi sono analoghi agli acido carbossilico (sostituzione di CO con SO₂ o SO) e formano derivati analoghi.

RCOOH acido carbossilico   RSO₂OH acido solfonico

RCOCl cloruro di acile   RSO₂Cl cloruro di solfonile

RCOOR’ estere   RSO₂OR’ estere solfonico

RCONH₂ ammide   RSO₂NH₂  solfonammide

C₆H₅SO₃H acido benzensolfonico   C₆H₅SO₂H acido benzensolfinico

I sali di solfonio sono composti che contengono cationi in cui tre gruppi idrocarburici sono legati ad un atomo di zolfo. Questi cationi presentano analogie con i cationi ammonio:

R₃S⁺  ione solfonio  NH₄⁺ ione ammonio

Nei sali di solfonio deve essere, come per tutti i sali rispettata la neutralità elettrica e pertanto il catione solfonico deve essere associato ad un anione. L’anione, tuttavia, non è legato al catione con un legame covalente e le proprietà dei sali di solfonio sono tipiche dei sali inorganici.

(n-C₄H₉)₃S⁺I^– ioduro di tri-n-butilsolfonio   (CH₃)₂S⁺C₂H₅Cl^– cloruro di etildimetilsolfonio

Mercaptani, solfuri e disolfuri sono composti abbastanza importanti. I mercaptani bollono a temperature più basse degli alcoli corrispondenti in quanto non formano legami a idrogeno. Hanno un odore disgustoso: la puzzola deve il suo nome alla sostanza che secerne ovvero il mercaptano n-butilico.

Alcune proteine contengono il gruppo solfidrilico –SH e legami S-S mentre la penicillina contiene il gruppo tioetereo. L’aroma pungente della cipolla è dovuto alla presenza di solfuri.

Gli acidi solfonici sono invece prodotti chimici industriali importanti; sono acidi forti comparabili, in quanto a forza all’acido solforico.

Tale proprietà, unita alla loro alta solubilità in molti solventi organici li rende utili come catalizzatori acidi in reazioni organiche. La idrofilicità  del gruppo –SO₃H è spesso sfruttata per aumentare la solubilità in acqua di grosse molecole organiche, infatti molti coloranti e detergenti sono acidi solfonici o loro sali.