硫代酸酯

硫代酸酯簡稱硫酯（拼音：liú zhǐ；英文：Thioester）是一個硫原子和一分子醯基共價結合形成的化學物質，通式為R-S-CO-R'。硫酯鍵是高能化學鍵。類比於羧酸酯的通式R-O-CO-R'。兩者的相差在於羧酸酯的醇的部分為O，而硫代酸酯的醇的部分為巰基，可以寫成RSH（硫醇），簡單地可以認為是羧酸與硫醇發生取代反應，脫去一分子水形成的產物。

基本介紹

• 中文名：硫代酸酯
• 外文名：thioester
• 通式：R-S-CO-R
• 類型：高能硫酯鍵

簡介

硫代酸酯簡而言之就是硫酯，是一分子羧酸與一分子硫醇發生取代反應，脫去一分子水縮合而成的化合物。該分子的特點是具有一個硫酯鍵，是硫酯鍵的斷裂可以釋放出大量能量，在生命體中起著功能的作用。它是由一個硫原子（S）和一個醯基（CO）通過共價鍵形成的官能團。硫代酸酯的通式為R-O-CO-R'。這類化合物的種類繁多，運用也是很廣泛的。

另一類的化學物質也會被看作是硫酯,這一類的化學物質可看成是脂鍵中的醯基上的氧原子為硫原子所取代，其通式則是R-O-CS-R'。這一類物質可以通過Lawesson試劑和酯的反應生成。這種硫代羰基化合物可用於有機合成。最近帝國學院教授東尼·巴雷特將硫酯用於非環狀化合物的糖合成取得成功。

某些生物化學家認為硫酯在生命起源的過程中扮演很重要的角色。一位諾貝爾獎得主，比利時的Christian de Duve,認為先有一個"硫酯世界"，再發展到"RNA世界"，硫酯是有機體的直接祖先。

形成

當一個巰基(通式為R-SH)和一個羧基(R'-COOH)結合就形成了硫酯。過程中釋放一分子水，產物就是: R-S-CO-R'。

硫酯建是高能化學鍵,就好像在所有生物體內提供能量的三磷酸腺苷里的高能磷酸鍵。

這就表明了硫酯是在ATP分解或合成過程中的中間產物。所有的酯鍵形成（包括脂類）都需要硫酯的參與。這些物質參與了細胞內多種物質的合成，包括肽,脂肪酸, 固醇,萜烯, 卟啉和其他。另外,硫酯是一些特別古老的ATP組裝途徑的中間產物。在這兩個例子裡面，硫酯都比ATP更直接得參加了能量的消耗與生成。換句話說，硫酯是在那個沒有ATP的硫酯世界裡充當了ATP的角色。事實上，硫酯可能幫助ATP形成磷酸鍵。

保肝藥：馬洛硫酯

本品為1，3-二硫雜茂-2-叉丙二酸二異丙酯，按乾燥品計算，含C12H16O4S2應為97.5～102.0%。

本品為淡黃色結晶或結晶性粉末；稍有異臭，味苦；遇光色漸變橙紅。

本品在醋酸乙酯中極易溶解，在乙醇、丙酮或乙醚中易溶，在水中幾乎不溶。

熔點 ：本品的熔點（中國藥典1990年版二部附錄15頁），為59～63℃（熔距不得超過2℃）。

馬洛硫酯口服後對於血漿總蛋白、白蛋白、膽鹼酯酶活性及肝總蛋白的低下具有改善作用，對於血清轉氨酶活性上升及血漿總膽固醇低下，均能使之恢復正常。馬洛硫酯作用於肝細胞，促進核糖核酸（RNA）合成，激活核糖體而提高蛋白質合成能力，從而激活肝功能並抑制肝纖維化的進展，改善肝臟的蛋白質代謝，並伴有氨基轉移酶、膠質反應和γ-球蛋白等的改善。適用於代償性肝硬化時肝功能的改善。臨床亦用於慢性肝炎及肝硬化引起的低蛋白血症。

相關硫酯合成文獻

鐵催化在水作為溶劑的條件下醛類化合物與硫醇化合物反應合成硫酯化合物。

運用

硫酯類抗氧劑的合成與套用：硫酯類抗氧劑產銷量占含硫類抗氧劑 90%以上， 是 20 世紀 40 年代國外工業化抗氧劑的最重要品種之一。 國產硫酯類抗氧劑主要有 4 個產品：硫代二丙酸二（十二醇）酯(DLTP 或DLTDP），硫代二 丙 酸 二(十 八 醇）酯 （DSTP 或 DSTDP），硫 代 二丙酸二（十三醇）酯（DTDTP 或 DTDTDP，液體抗氧劑），硫 代 二 丙 酸 二（十 四 醇 ）酯（DMTP 或 DMTDP）。

合成工藝

國內外合成硫酯類抗氧劑 ，無 論 采 用 何 種工藝路線，絕大部分以天然油脂衍生物高碳醇為原料，例如十二醇（月桂醇）、十八醇（硬脂醇）、十四 醇 （ 肉 豆 蔻 醇 ） 等 。 因 此 ， 硫 酯 類 抗 氧 劑 的80%~85%碳組成來源於可再生資源, 發展硫酯類抗氧劑，更符合循環經濟和可持續發展的理念。合成硫酯抗氧劑根據所用主要原料可以分為β-氯丙醯氯、丙烯腈、丙烯酸及丙烯酸酯及丙烯酸酯交換等 5 種生產工藝。

1.1 β-氯丙醯氯工藝

首先由 β-氯丙醯氯和月桂醇（十二醇）反應，生成 β-氯丙酸十二酯，化學反應式如下：

ClCH₂CH₂COCl + C₁₂H₂₅OH → ClCH₂CH₂COOC₁₂H₂₅ + HCl

再將 β-氯丙酸十二酯和硫化鈉反應生成硫代二丙酸二月桂酯，經後處理即得到抗氧劑 DLTP。

2ClCH₂CH₂COOC₁₂H₂₅+ Na₂S → S(CH₂CH₂COOC₁₂H₂₅)₂ + 2NaCl

此工藝原料價格高，設備腐蝕嚴重，較難工業化。

1.2 丙烯腈工藝

以丙烯腈為原料生產硫代酯抗氧劑， 可分為丙烯腈-硫化氫路線和丙烯腈-硫化鈉兩種合成路線。

1.3丙烯酸工藝

首先在氫氧化鈉存在下丙烯酸和硫化氫縮合，得到硫代二丙酸二鈉，再以鹽酸將其酸化得到硫代二丙酸。

分離乾燥後的硫代二丙酸和月桂醇酯化反應後精製即得到抗氧劑 DLTP。 該工藝雖然比丙烯腈工藝路線稍簡單和清潔，但要消耗酸鹼，並產生一定量廢水。 同時雖然不用固體原料，但仍要處理固體硫代二丙酸中間體。

1.4丙烯酸酯工藝

以丙烯酸酯類生產硫酯類抗氧劑， 可採用丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯等，但以用丙烯酸甲酯較為合理，以丙烯酸甲酯為原料，該路線又可分為 3 種不同的生產工藝。

1.5丙烯酸酯酯交換工藝

北京助劑研究所於 20 世紀末將丙烯酸酯酯交換工藝套用於 DLTP 或 DSTP 工業化生產。 生產實踐證明, 丙烯酸酯酯交換生產硫代酯類抗氧劑新工藝，是具有諸多優勢的先進生產工藝,該工藝只需兩步化學反應, 即得到 DLTP 或 DSTP 等多種硫代酯類抗氧劑。

這種工藝有以下優點:

①只需兩步化學反應即可得到硫代酯類抗氧劑 DLTP、DSTP，生產工藝流程短，設備台數少，投資少，建設周期短，節省能源和勞動力。

②所用原料品種少， 避免了使用固體原料和固體中間體，貯運及操作方便，勞動強度低。

③副產物品種少，質量輕，只有甲醇 1 種，便於處理和回收利用。

④不產生工藝廢水，三廢污染少，是一種清潔生產工藝。

⑤本工藝以硫代二丙酸二甲酯為中間體，更換原料脂肪醇， 不需變動其他工藝設備， 即可生產其他硫代酯類抗氧劑產品。 因此，本工藝是硫代酯類抗氧劑生產通用新工藝， 實現用一套工藝裝備生產多種產品。

⑥新工藝生產的硫代酯類抗氧劑產品質量高，抗熱氧化能力和抗銅害老化性能高。

套用技術進展

受阻酚主抗氧劑屬於鏈終止型抗氧劑， 在聚合物穩定化過程中通過供給氫原子以及和自由基反應生成惰性產物， 終止鏈增長而達到抗氧化目的。 但氫轉移的結果導致聚合物氫過氧化物生成。硫代酯類抗氧劑能夠有效地分解聚合物氫過氧化物，使之轉化為穩定的產物，從而使聚合物耐熱氧老化及不變色。

結語

美國、 日本和西歐硫酯類抗氧劑年消費總量約 15 kt 左右，硫酯類抗氧劑和亞磷酸酯類抗氧劑消費量之比在 1∶4 左右，我國硫酯類抗氧劑和亞磷酸酯類抗氧劑消費量之比小於 1∶8，這是國內外抗氧劑產品結構的一個顯著差別。國外 DLTP 等硫酯類抗氧劑在抗氧劑生產及消費總量中占有一定份額，歷經 50 多年，經久不衰，除了生產工藝不斷改進和提高之外，其套用技術不斷發展也是重要原因之一。 因此，改進硫酯類抗氧劑生產工藝， 進一步加強硫酯類抗氧劑的套用技術和配方研究是刻不容緩的工作。