Smród nie z tej ziemi. Odcinek 1: Tioaceton

Ze względu na swoje właściwości do pobudzania zmysłów (np. smaku, zapachu) związki chemiczne można uszeregować i stworzyć ranking tych, które najintensywniej pobudzają odpowiednie receptory. W przypadku odorantów (substancji pobudzających zmysł węchu) o najbardziej intensywnym i nieprzyjemnym zapachu sprawa jest bardziej skomplikowana i nie ma jednoznacznych wskazań, który ze związków chemicznych jest najbardziej śmierdzący. I dodam tylko, że mówimy o poziomie fetoru o kilka poziomów wyższym, niż te najbardziej nośne medialnie, jak: szwedzki przysmak Surströmming (sfermentowany śledź), południowo-azjatycki owoc Durian, czy  islandzki specjał Hákarl (sfermentowane mięso rekina).

Dlatego też różne źródła podają czasami wymiennie różne związki jako te najbardziej cuchnące, ale przeważnie czołówka to te same cząsteczki, tylko inaczej przetasowane. Jednym z nich jest tioaceton, uważany przez wielu naukowców jako źródło najgorszego zapachu, jaki można sobie wyobrazić i właśnie o tioacetonie będzie pierwszy odcinek cyklu o wyjątkowo śmierdzących cząsteczkach.

Struktura

Tioaceton (nazwa IUPAC: propan-2-tion) to związek należący do grupy tioketonów, czyli ketonów, które zamiast tlenu (w grupie karbonylowej >C=O) posiadają atom siarki, tworząc grupę tiokarbonylową >C=S. Jego organicznym odpowiednikiem zawierającym tlen, jest aceton – popularny rozpuszczalnik, składnik np. zmywacza do paznokci.

Struktura tioacetonu i acetonu (materiały autora)

Obecność atomu siarki związana jest z ostrymi i cuchnącymi zapachami związków siarkoorganicznych. Przykładem są np. tiole (starsza nazwa merkaptany) występujące w niektórych warzywach jak cebula, szparagi, czy w wydzielinie skunksa.

Właściwości

Tioaceton to lotna, pomarańczowa lub brązowa ciecz o niezwykle silnej i ostrej woni. Zapach opisywany jest jako kombinacja czosnku, zgniłej kapusty i spalonej gumy. Jego obecność w powietrzu w nawet w niewielkim stężeniu powoduje ból głowy,  nudności, wymioty, a nawet utratę przytomności. W przypadku zanieczyszczonej tioacetonem odzieży (nawet kilka kropel), nie ma możliwości jej wyczyszczenia/wyprania, a w przypadku kontaktu z ludzką skórą, zapach może utrzymywać się do kilku miesięcy.  Jeśli chodzi o stabilność, to warto zaznaczyć, ze  tioaceton może być wyizolowany tylko w niskiej temperaturze i powyżej -20 °C polimeryzuje do trimeru – tritioacetonu, który posiada również ostry zapach, chociaż nie tak mocny jak tioaceton.

Struktura tritioacetonu (materiały autora)

Co ciekawe sam tioaceton nie jest toksyczny, ani nie ma właściwości wybuchowych. Jego zapach jest jednak wystarczająco groźny, żeby klasyfikować go do grupy chemikaliów niebezpiecznych i zachować szczególne środki ostrożności przy jakichkolwiek pracach z nim.

Kto go odkrył i po co?

W 1889 r. w niemieckim Freiburgu, dwóch chemików: Eugen Baumann i Emil Fromm prowadziło badania nad polimerami i w trakcie optymalizacji procesu otrzymywania tritioacetonu (wspomnianego powyżej), przypadkowo wyizolowali związek o zapachu trudnym do zniesienia (był to właśnie tioaceton). Tak opisują to w swojej pracy [2]:

„Kiedy świeżo otrzymany produkt reakcji: acetonu, stężonego kwasu solnego i siarkowodoru został poddany destylacji z parą wodną, wydzielający się ostry zapach rozprzestrzenił się szybko na odległość 0.74 km, do odległych części miasta. Mieszkańcy ulic przyległych do laboratorium, zaczęli alarmować że fetor spowodował u niektórych mdłości i omdlenia”

Kolejne próby prac laboratoryjnych z użyciem próżni zredukowały nieco powstający fetor, ale i tak na skutek protestów mieszkańców Freiburga i pozwów, które wysyłali do ratusza, Baumann i Fromm zmuszeni byli przerwać badania nad procesem. Bauman nie zniechęcił się niepowodzeniem i swoja uwagę skierował na syntezę amidów, a stosowana na szeroką skalę w chemii organicznej reakcja Schottena-Baumana, to jeden z jego naukowych sukcesów.

Eugen Baumann (Źródło: Wikipedia /PL/)

W annałach XIX-wiecznej nauki można jeszcze odnaleźć historie prac Juliusa Lewkowitscha nad tioacetonem. Ten wybitny brytyjski chemik (autorytet w przemyśle tłuszczów i olejów) próbował wykorzystać „śmierdzącą” właściwość tego związku i prowadził prace nad wykorzystaniem go jako dodatku do gazu wodnego (syntezowego), aby wykrywać nieszczelności w instalacjach. Okazało się, że tioaceton jest…za dobry. Nawet niewielka jego ilość rozcieńczona znacznie powietrzem powodowała, że zapach był nie do zniesienia. Lewkowitsch również przerwał prace badawcze i zalecał użycie jako nawaniacza znacznie mniej nieprzyjemnej zapachowo akroleiny [3].    

Dalsze prace

Pomimo że właściwości redukujące tioacetonu były zachęcające do użycia go w różnych reakcjach w syntezie chemicznej, przez długi czas nikt nie prowadził badań nad tioacetonem, czemu trudno się zresztą dziwić. Dopiero w latach 60-tych XX w. pojawił się ponownie w literaturze naukowej, kiedy w ośrodku badawczym Esso Research Centre w UK, prowadzono prace nad tioketonami, jako potencjalnymi źródłami nowych polimerów. Dwóch naukowców (V.Burnop i K.Latham) tak opisywało prace z tioacetonem [4]:

„W trakcje prowadzenia eksperymentu napotkaliśmy problemy z wydzielającym się zapachem, który przerósł nasze najśmielsze oczekiwania. W trakcie prowadzenia prac, z jednej z butelek z pozostałością reagentów wyskoczył korek i pomimo szybkiego zamknięcia naczynia, straszny fetor rozszedł się błyskawicznie powodując wymioty i omdlenia u kolegów pracujących w innych budynkach 200 yardów dalej. Dwóch chemików, którzy badali depolimeryzacje niewielkich ilości tritioacetonu, spotkało się (z powodu zapachu) z wrogim nastawieniem innych pracowników, a kelnerka w kantynie pracowniczej publicznie ich upokorzyła, pryskając ich dezodorantem”.

Jak pracować z tioacetonem?

Czy da się w ogóle pracować ze związkiem chemicznym, który ma zapach z piekła rodem? Okazuje się, ze zachowując pewne środki ostrożności, można. Jakie? Oto wytyczne [4]:

„Agresywny zapach wydzielający podczas rozkładu tritioacetonu jest ograniczony lub wyeliminowany poprzez prace w komorze rękawicowej (glovebox), uszczelnionej zasadowym nadmanganianem, a pary tioacetonu mogą być wyeliminowane oparami brunatnego dwutlenku azotu. Wszystkie pozostałości poreakcyjne powinny być poddane termicznej utylizacji w palenisku.”

Komora rękawicowa/glovebox (Źródło: Wikipedia /ENG/)

Trzeba przyznać, ze wymagane środki ostrożności są (na szczęście) dość zniechęcające i raczej ciężko będzie o chętnych do pracy z tioacetonem.

Słowo końcowe

Myślę, ze ten krótki opis jednego z najbardziej śmierdzących związków chemicznych, zainteresował Was czytelnicy na tyle, że będziecie czekać z ciekawością na kolejny odcinek, w którym przedstawię Wam kolejnego fascynującego „śmierdziela”.

Stay tuned…


Bibliografia wykorzystana w tekscie:

[1]. https://www.technology.org/how-and-why/thioacetone-worst-smelling-substance-on-earth/

[2]. E. Baumann and E. Fromm, “Ueber Thioderivate der Ketone,” Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft 22 (1889): 2592 – 2599

[3]. Water gas is a combination of carbon monoxide and hydrogen used in gasification. Julius Lewkowitsch, “Odorising Water-Gas,” Chemical News and Journal of Industrial Science 61, no. 1589 (1890): 219

[4]. Chemistry and Industry, 1967, p. 1430

2 thoughts on “Smród nie z tej ziemi. Odcinek 1: Tioaceton

  1. Tioaceton kojarzy mi się z jodoacetonem, który podobnie jak bromoaceton i chloroaceton jest silnym lakrymatorem (środkiem łzawiącym). Jak uczęszczałem do technikum chemicznego (w pierwszej klasie jeszcze) jeden z moich kolegów chciał oczyścić jod. Normalnie robi się to przez sublimację, ale kolega spróbował inaczej. Rozpuścił jod w acetonie i roztwór wystawił na parapet nad kaloryferem. Na skutek długo czekać nie było trzeba – wszyscy w pomieszczeniu zaczęli łzawić i odczuwać pieczenie oczu. Jak mi o tym opowiedział poszukałem w literaturze i tak dowiedziałem się o wspomnianych lakrymatorach. To co kolega przypadkowo otrzymał było brunatną cieczą – roztworem nieprzereagowanego jodu w jodoacetonie i być może też nieprzereagowanym acetonie. Zainspirowany tym “doświadczeniem” opracowałem sobie i przeprowadziłem syntezę czystego ale nie jodo-, a chloroacetonu. W mieszaninie acetonu z wodą rozpuściłem nadmanganian potasu i powoli, trzymając w kąpieli chłodzącej i mieszając wkraplałem kwas solny. Powstający chlor in statu nascendi (w chwili powstania) reagował z acetonem. Produkt oddzieliłam w rozdzielaczu (nie mieszał się z fazą wodną) i przemyłem wodą. Nie mając dostępu do dygestorium doświadczenie prowadziłem na parapecie otwartego okna przy również otwartych drzwiach gdy kierunek przeciągu wywiewał opary na zewnątrz.

    3
    • O tak, chloro- i jodoaceton robi się pod dobrym wyciągiem.
      Jod z acetonem na kaloryferze… ojojoj…

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany. Wymagane pola są oznaczone *