Органические производные элементов шестой группы

Элементоорганические соединения элементов шестой группы периодической системы представлены производными серы, селена и теллура. В шестую группу входит ещё и кислород, но его валентные электроны находятся на втором уровне, что исключает использование атомом кислорода d-орбиталей. В соответствии с этим кислород, принимая два электрона, образует только две связи, что отличает его от других элементов шестой группы. Кислород относится к так называемым органогенным элементам, его содержание в живой клетке составляет 65 %, и органические соединения с его участием рассматриваются в общем курсе органической химии. Есть, конечно, аналогии в соединениях двухвалентных кислорода, серы и селена. Так, например, спиртам (R−OH) соответствуют тиолы и селенолы (R−SH и R−SeH), простым эфирам (R−O−R) — сульфиды и селениды (R−S−R и R−Se−R), кетонам (R₂C=О) — тиокетоны и селенокетоны (R₂С=S и R₂C=Se), пероксидам (R−OO−R) — дисульфиды и диселениды (R−SS−R и R−SeSe−R), где R представляет собой радикал, связанный с гетероатомом через атом углерода. Есть аналогии и в химии селена и теллура.

Строение валентных оболочек атомов элементов шестой группы определяет различия в свойствах спиртов, тиолов и селенолов. Так, например, тиолы представляют собой более сильные кислоты, чем спирты, поскольку SH‑связь слабее OH‑связи, и в более объёмном атоме серы лучше распределяется образующийся в результате ухода протона отрицательный заряд. По этой же причине и селенолы являются более сильными кислотами, чем тиолы. Кроме того, гидроксильные группы образуют более прочные водородные связи, чем тиольные группы. Следствием этого становится более высокая температура кипения спиртов в сравнении с аналогичными тиолами (78,4 °С для этанола и, соответственно, 35 °С для этантиола).

И всё же главное отличие атомов серы и селена от атомов кислорода состоит в их способности к образованию соединений, в которых атомы этих элементов находятся в окисленном состоянии. В качестве примера для серы можно привести сульфоксиды (R₂SO), сульфоны (R₂SO₂), сульфиновые кислоты (RS(O)OH), сульфокислоты (RSO₂OH) и др. Аналогичные соединения образует и селен. Эти соединения с более высокой валентностью атомов серы и селена стабилизированы связыванием с участием 3d (или 4d) орбиталей и увеличенным по сравнению с атомом кислорода размером атомов серы и селена. Селен образует более длинные и слабые легко поляризуемые связи, что определяет различие в реакционной способности и в свойствах органических производных серы и селенорганических соединений.

Сера и селен играют важную роль в биохимических превращениях, выступая в качестве функциональных групп в активных центрах ферментов и коферментов. Они входят также в состав белковых аминокислот. Селенорганические соединения демонстрируют интересные виды биологической активности. Опыты по синтезу их структурных аналогов с атомами теллура с целью получения ещё более активных соединений не привели к каким-либо особым результатам. В то же время попадающие в организм соединения теллура включаются в обменные процессы вместе с соединениями серы и селена и в течение длительного времени остаются в составе белков и других биополимеров. Из организма теллур выводится в основном через потовые железы и легкие в виде летучего диметилтеллурида с отвратительным запахом, напоминающим чесночный. Известно, например, что люди, в организм которых поступало однократно всего лишь около 15 мг теллура, источали зловоние в течение более полугода. Соединения теллура легко проникают через кожу, поэтому работать даже с элементным теллуром можно только в изолирующих боксах в специальных перчатках. Всё это делает бесперспективным изучение синтетических возможностей и биологической активности теллурорганических соединений.