讓我們再回顧「硫醇」的形成反應，以下是個簡單的範例NaSH與「溴化甲烷」的反應：隨著反應的進行，初始物質的濃度不斷地下降，產物的濃度不斷上升，反應製造出來的產物會不會減損「甲硫醇methanethiol」的產量？

有機化學的基礎274

1.     讓我們再回顧「硫醇」的形成反應，以下是個簡單的範例NaSH與「溴化甲烷」的反應：

2.     隨著反應的進行，初始物質的濃度不斷地下降，產物的濃度不斷上升，反應製造出來的產物會不會減損「甲硫醇methanethiol」的產量？很不幸地，在這個例子與其他許多有機反應案例，答案是「會的」。

3.     舉例來說，「硫醇」可用溫和的「氧化劑」轉換成「二硫醚」，這是計畫之外的產物；計畫之外的產物「二硫醚」可透過仔細排除「氧」（or氧化物）減低產量。

4.     另一個會減損產物「甲硫醇」的反應是「甲硫醇methanethiol」與NaSH的酸鹼反應，產生「甲硫醇陰離子 methanethiolate anion」。如同大部分的「酸鹼反應」質子轉移速度很快，這個反應進行速度也非常快。

5.     「甲硫醇陰離子」能與初始物質「溴甲烷」反應形成「甲基硫醚methyl thioether」：

6.     這個反應說明許多有機反應常見的問題：產物通常能夠與一種或一種以上的初始物質再起反應。一個「初始物質A」反應轉化成「產物B」，接著繼續反應轉化成其他「產物C」。

7.     能不能獲得高產量的B，要看k1和k2的相對速度。當k1＞k2時，控制好反應時間就能得到高產量的B，然而，如果k1＜k2，B變成C過程中短暫的中間產物，所以B的產量很低。

8.     反應物濃度效應 Effect of Reagent Concentration 因為SN2反應的速率受濃度影響，所以化學家有些控制反應的方法。

9.     舉例來說，NaSH與溴甲烷的反應，在這個反應中會使用過量的NaSH，使平衡狀態下HS^－的濃度比H3CS^－高，這樣一來，CH3Br與HS^－的反應速率將會比它與H3CS^－反應快：

10.  保護原子群 Protecting Groups 另一種製造「硫醇」的方法是，「硫代乙酸thiolacetic acid」的「陰離子」與「鹵烷alkyl halides」反應形成「硫醇酯thiol esters」：

11.  「硫醇酯thiol ester」產物水解產生的「硫醇」與「酸」。

12.  因為初始產物（硫代乙酸甲酯 Methyl thiolacetate）的「硫」上頭沒有任何「氫」原子，所以它不可能「去質子化」形成「硫陰離子」。因此，這個產物不會與「溴化甲烷」起反應。

13.  在第二步形成「甲基硫醇methanethiol」之後才不再需要「溴化甲烷」，用這二個系列步驟的方法來合成「烷硫醇」，可避免反應只製造出「硫醚」，而沒有「硫醇」。

14.  這個反應是有機化學家應用保護基的範例－「保護基protecting group」是遮蓋特定原子團特性的官能基，這種官能基讓反應可以順利製造出想要的產物。

15.  形成「硫醇」時，引進一個「甲基」限制「烷化反應」。也就是說，以上反應過程中的「酯」就像保護基。

n         翻譯編寫 Marye Anne Fox, James K. Whitesell《Organic Chemistry》

研析心得：

1.     反應物濃度效應 Effect of Reagent Concentration「溴化甲烷」與「硫氫化鈉」反應，能得到想要的產物「硫醇」和「溴離子」、「鈉離子」：

2.     問題是，產物「硫醇」還會繼續跟反應物進行其他種類的反應，產生計畫之外的產物「硫醚」

3.     為了增加「硫醇」，我們增加「氫硫化鈉」的份量，這會有什麼效果？

4.     整個反應系統由三種反應共同組成，若有過量的「氫硫化鈉」，依據勒沙特列原理，系統將朝向抵銷「氫硫化鈉」的方向移動，抵銷的方法有二個選擇：

5.     一、與「硫醇」反應產生「硫醇離子」→再產生「硫醚」。二、與「溴化甲烷」產生「硫醇」，到底會走哪條路呢？

6.     反應是互相競爭的，一個「氫硫化鈉」分子，一旦走第一條反應路徑，就不可能走第二條反應路徑。「氫硫化鈉」跟「硫醇」產生「硫醇離子」比較容易？還是跟「溴化甲烷」反應產生「硫醇」比較容易呢？

7.     在元素週期表中，「硫」位於「氧」的下面，這代表「硫」的負電性比「氧」弱，極性比「氧」強，因此含有「硫」的官能基，比「氧－鹼」官能基，更有親核性nucleophilic（鹼性更弱）。

8.     因此當「氫硫化鈉」的份量變多，反應由「氫硫化鈉」的碰撞主導時，「氫硫化鈉」的「氫硫陰離子SH^－」，與「溴化甲烷」進行「親核性取代反應」製造「硫醇」，比較容易；「氫硫陰離子」吸走「硫醇」的質子的「酸鹼反應」，最後製造出「硫醚」，比較困難。所以，增加「氫硫化鈉」會增加硫醇的產量。

9.     保護原子群 Protecting Groups用 「硫代乙酸」的「陰離子」與「鹵烷」製造「硫醇」的方法，能夠避免產生計畫之外的產物「硫醚」，原因是反應過程中的中間產物「硫代乙酸甲酯」。

10.  「硫代乙酸甲酯」的「硫」，與「甲基」的「碳」連結，不可能去質子化（釋放氫原子核）變成「硫陰離子」，所以也無法對「溴化甲烷」發動背側攻擊進行「親核性取代反應」，避免產生計畫之外的「硫醚」。

11.  也就是說，「硫代乙酸甲酯」的硫所連接的官能基「甲基」，像一個保護「硫」的防寫程式，讓它順利進行水解反應。