كبريتات عضوية

في كيمياء المركبات العضوية الكبريتية ، تُعدّ الكبريتات العضوية فئة من المركبات العضوية التي تشترك في مجموعة وظيفية واحدة ذات بنية R−O−SO − 3. يمثل SO ₄ مجموعة الكبريتات ، بينما تمثل المجموعة R أي بقايا عضوية . جميع الكبريتات العضوية هي إسترات مشتقة من الكحولات وحمض الكبريتيك ( H ₂ SO ₄ )، على الرغم من أن العديد منها لا يُحضّر بهذه الطريقة. تُستخدم العديد من إسترات الكبريتات في المنظفات ، وبعضها كواشف مفيدة . تتكون كبريتات الألكيل من سلسلة هيدروكربونية كارهة للماء ، ومجموعة كبريتات قطبية (تحتوي على أنيون)، وإما كاتيون أو أمين لمعادلة مجموعة الكبريتات. من الأمثلة على ذلك: لوريل كبريتات الصوديوم (المعروف أيضًا باسم ملح الصوديوم لإستر أحادي دوديسيل حمض الكبريتيك) وأملاح البوتاسيوم والأمونيوم ذات الصلة.

تُستخدم كبريتات الألكيل بشكل شائع كعوامل سطحية أنيونية في الصابون السائل والمنظفات المستخدمة لتنظيف الصوف، وكمنظفات للأسطح، وكمكونات فعالة في مساحيق الغسيل والشامبو والبلسم. كما توجد في منتجات منزلية مثل معجون الأسنان ومضادات الحموضة ومستحضرات التجميل والأطعمة. وتوجد عادةً في المنتجات الاستهلاكية بتراكيز تتراوح بين 3 و20%. في عام 2003، استُخدم ما يقارب 118,000 طن/سنة من كبريتات الألكيل في الولايات المتحدة. ^{[ 1 ]}

ومن الأمثلة الشائعة كبريتات لوريل الصوديوم ، وصيغتها الكيميائية CH₃ ₍ CH₂ ₎ ₁₁OSO₃Na _. كما يشيع استخدام إسترات الكبريتات للكحولات الدهنية المؤكسدة ، مثل تلك المشتقة من كحول اللوريل _، في المنتجات الاستهلاكية . ومن الأمثلة على ذلك كبريتات لوريث الصوديوم ، وهي أحد مكونات بعض مستحضرات التجميل . ^{[ ٢ ]}

يمكن إنتاج كبريتات الألكيل من الكحولات، التي تُستخلص بدورها من هدرجة الزيوت والدهون الحيوانية أو النباتية، أو باستخدام عملية زيغلر، أو من خلال التخليق الأكسو . إذا تم إنتاجها من مواد أولية كيميائية زيتية أو باستخدام عملية زيغلر، فإن السلسلة الهيدروكربونية للكحول ستكون خطية. أما إذا تم اشتقاقها باستخدام عملية التخليق الأكسو، فستظهر تفرعات قليلة، عادةً مع وجود مجموعة ميثيل أو إيثيل في الموضع C-2، وتحتوي على كميات زوجية وفردية من سلاسل الألكيل. ^{[ 3 ]} تتفاعل هذه الكحولات مع حمض الكلوروسلفوريك .

ClSO₃H + _RCH₂OH → RCH₂OSO₃H _{+ HCl​}​

بدلاً من ذلك، يمكن تحويل الكحولات إلى نصف إسترات الكبريتات باستخدام ثالث أكسيد الكبريت : ^{[ 4 ]}

SO₃ + _RCH₂OH → _{RCH₂OSO₃H​}​_​​

توجد عائلة أقل شيوعًا من مركبات الكبريتات العضوية، صيغتها الكيميائية RO-SO₂ _- OR'. تُحضّر هذه المركبات من حمض الكبريتيك والكحول. ومن أبرز أمثلتها كبريتات ثنائي الإيثيل وكبريتات ثنائي الميثيل ، وهما سائلان عديم اللون يُستخدمان ككواشف في التخليق العضوي . تُعتبر هذه المركبات عوامل ألكلة خطيرة محتملة . لا توجد كبريتات ثنائي الألكيل في الطبيعة. ^{[ 5 ]}

توجد في الطبيعة عدة أنواع من إسترات الكبريتات. ومن أكثرها شيوعًا مشتقات السكر، أي عديدات السكاريد المكبرتة . ومن أمثلتها كبريتات الكيراتان ، وكبريتات الكوندرويتين ، والهيبارين المضاد للتخثر . [ ^{6 ] تتضمن} التعديلات اللاحقة للترجمة لبعض البروتينات عملية الكبرتة، غالبًا عند مجموعة الفينول لبقايا التيروسين . ^{[ 7 ]} ومن كبريتات الستيرويد كبريتات الإستراديول ، وهو طليعة كامنة لهرمون الإستروجين.

يوجد جزء كبير من الكبريت الموجود في التربة على شكل إسترات الكبريتات. ^{[ 8 ]}

نظراً لاستخدامها على نطاق واسع في المنتجات التجارية، تخضع جوانب السلامة الخاصة بمركبات (أحادي ألكيل) أورجانو سلفات لدراسات مكثفة. ^{[ 10 ]}

• 
  يوجين باومان
• 
  اكتشف يوجين باومان في القرن التاسع عشر أن الفينول يتم استقلابه إلى كبريتات فينيل البوتاسيوم (كما هو موضح).

منذ أواخر القرن التاسع عشر، تم تحديد العديد من المركبات الطبيعية التي تحتوي على مجموعات كبريتات. على سبيل المثال، اكتُشف سم الأتراكتيلوسيد النباتي في وقت مبكر من عام 1873 في نبات صمغ المغزل . ^{[ 13 ]} بعد ذلك بوقت قصير، تم توضيح التحول الحيوي للمواد السامة إلى إسترات حمض الكبريتيك في الكائنات الحية ( الكبرتة ). في عام 1876، أبلغ يوجين باومان عن عزل مركب غير معروف من البول. في البداية، أخطأ في تحديده على أنه حمض سلفونيك ، لكنه سرعان ما حدده بشكل صحيح على أنه فينيل سلفات . في دراسات لاحقة ، أثبت أن الفينول المتناول يُستقلب إلى هذا المركب في البشر والكلاب، وأن الكبريتات أقل سمية بكثير من الفينول نفسه، وأن البيروكيتيكول والإندول يشكلان أيضًا مترافقة كبريتات. ^{[ 14 ]} تُعدّ جليكوسيدات زيت الخردل ، أو الجلوكوزينولات، المستخلصة من النباتات الصليبية ، من أوائل الكبريتات الطبيعية المكتشفة. وقد عُزلت عدة مركبات من هذه المجموعة بين عامي 1897 و1899، بما في ذلك جلوكوناستورتين من الجرجير المائي وسينالبين من الخردل الأبيض . ^{[ 15 ]} وتضم فئة أخرى من إسترات حمض الكبريتيك الطبيعية مشتقات الفلافونويد؛ وقد عُزل أول مركب تم التعرف عليه، وهو بيرسيكارين ، من الفلفل المائي عام 1937. ^{[ 16 ]} أما الهيبارين ، وهو مضاد تخثر طبيعي يُشارك في عملية منع التخثر ، فقد اكتُشف عام 1916، ويُستخدم علاجيًا منذ عام 1935. ^{[ 17 ]} يُعدّ فوسفوأدينوزين فوسفوسلفات شكلاً مُنشطًا كيميائيًا لأيون الكبريتات، ويُستخدم في الكائنات الحية للتخليق الحيوي لإسترات حمض الكبريتيك. تم اكتشاف هذا الجزيء في خمسينيات القرن العشرين، وتم توضيح بنيته وتخليقه الحيوي لاحقًا. ^{[ 18 ]}

في عام 1835، قام كلٌ من يوجين ميلشيور بيليجو وجان باتيست دوماس بتخليق كبريتات ثنائي الميثيل وكبريتات ثنائي الإيثيل لأول مرة عن طريق تقطير الميثانول والإيثانول ، على التوالي، مع حمض الكبريتيك. وحوالي عام 1900، بدأ الإنتاج الصناعي لكبريتات ثنائي الميثيل من ثالث أكسيد الكبريت وثنائي ميثيل الإيثر في ليون . ^{[ 19 ]} وفي القرن العشرين، طُوِّرت طرقٌ تركيبيةٌ متنوعةٌ لتحضير إسترات حمض الكبريتيك. ففي ثلاثينيات وأربعينيات القرن العشرين، على سبيل المثال، وُضِعت طرقٌ لأسترة الكحولات باستخدام ثالث أكسيد الكبريت ومركباته. ^{[ 20 ] [ 21 ]}