Sulfoxide

Struktur von Sulfoxiden mit derblaugekennzeichnetenSulfinylgruppe.R¹und R²sind Organyl-Reste (Alkyl-Rest, Aryl-Rest, Alkylaryl-Rest etc.)

Sulfoxidesind eine Klasse chemischer Verbindungen mitorganischgebundenemSchwefelund der allgemeinen Struktur R¹-S(=O)-R²,dabei sind R¹und R²organische Reste. Die Oxidationsstufe des Schwefels liegt zwischen denen inSulfidenR¹-S-R²und inSulfonenR¹-S(=O)₂-R².

Chiralität

Sulfoxide sind chiral, wenn die Reste R¹und R²verschieden sind. Abgebildet ist ein Enantiomerenpaar von Sulfoxiden.

Sulfoxide mit unterschiedlichen Resten R¹und R²sindchiral,es existieren zweienantiomere(spiegelbildliche) Formen. Die elektrostatische Abstoßungskraft zwischen dem nichtbindenden Elektronenpaar und den Bindungselektronen führt dazu, dass Sulfoxide nicht planar, sondern pyramidal aufgebaut sind. Daraus ergibt sich deren Chiralität bei ungleichen Substituenten (R¹≠ R²).

Herstellung

Zur Synthese der Sulfoxide werden die entsprechendenThioether(Sulfide) oxidiert. Es gibt auch Verfahren zur gezielten Herstellung enantiomerenreiner Sulfoxide.

Vorkommen

Als Inhaltsstoff verschiedenerLaucharten(Zwiebeln,Knoblauch) ist das natürliche SulfoxidCycloalliinbekannt.

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  Knoblauch
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  Isoalliin – Naturstoff, vorkommend in Laucharten
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  Cycloalliin

Eigenschaften und Verwendung

Dimethylsulfoxid (DMSO): Bindungslängen und -winkel

Sulfoxide sind schwer flüchtige und polare Verbindungen, ihr einfachster Vertreter ist das alsLösungsmittelbenutzteDimethylsulfoxid(DMSO). Einige Sulfoxide (Esomeprazol,Omeprazol,Lansoprazol(Takeda),Rabeprazol(Eisai) undPantoprazol) besitzen alsArzneistoffaus der Gruppe derProtonenpumpenhemmerpraktische Bedeutung in der Behandlung vonMagen-undZwölffingerdarmgeschwürensowie beiRefluxösophagitis.

Dimethylsulfoxid wirkt in derKornblum-Oxidationals Oxidationsmittel.Dibenzylsulfoxidwird als Bestandteil vonSparbeizenunlegierter und niedrig legierter Stähle verwendet.

Reaktivität

Die Oxidation von Sulfoxiden mitWasserstoffperoxidoderKaliumpermanganatliefertSulfone.

Bindungssituation

Verschiedene gebräuchliche Darstellungen der S,O-Bindung in Sulfoxiden.

In Lehrbüchern und wissenschaftlichen Artikeln wird die S,O-Bindung auf unterschiedliche Weise dargestellt. Die Schreibweise als S=O-Doppelbindung ist am häufigsten anzutreffen. Gerade in älteren Veröffentlichungen wird die Bindung oft als Pfeil dargestellt (koordinative Bindung). Neuere Lehrbücher bevorzugen z. T. eine Darstellung als Einfachbindung mit Formalladung, welche die Oktettregel erfüllt. Quantenchemische Untersuchungen unterstützen letzteres. Am Sauerstoff finden sich zwei besetzte p-Orbitale, die im Sinne von Hyperkonjugation mit σ*_S,Cund d-Orbitalen am Schwefel wechselwirken. Diese hyperkonjugativen Wechselwirkungen lassen sich als Bond-no bond-Resonanzformeln darstellen. Eine dadurch erhöhte Bindungsordnung darf jedoch nicht als partielle Doppelbindung angesehen werden, sondern wegen der beiden p-Orbitale am Sauerstoff eher als partielle Dreifachbindung. Diese Sichtweise deckt sich mit theoretischen und experimentellen Untersuchungen der magnetischen Anisotropie.

Verdeutlichung der Bindungssituation in Sulfoxiden durch Darstellung der Hyperkonjugation als Resonanzformeln. Die rechte Struktur dient lediglich zur Unterstreichung des Dreifachbindungscharakters.

Siehe auch

• Schwefeloxide
• Selenoxide