二硫化炭素のソースを表示

{{Redirect|CS2}}
{{Chembox
| Watchedfields = changed
| verifiedrevid = 262944745
|   Name = 二硫化炭素
|   ImageFile = Carbon-disulfide-2D-dimensions.png
|   ImageSize = 150px
|   ImageFile1 = Carbon-disulfide-3D-vdW.png
|   ImageSize1 = 150px
|   ImageName = Carbon disulfide
|   IUPACName = 二硫化炭素
|   OtherNames = 
| Section1 = {{Chembox Identifiers
|   SMILES = S=C=S
|   CASNo = 75-15-0
|    CASNo_Ref = {{cascite}}
|   PubChem = 6348
|   EINECS = 200-843-6
|   RTECS = FF6650000
|   UNNumber = 1131
| KEGG_Ref = {{keggcite|correct|kegg}}
| KEGG = C19033
  }}
| Section2 = {{Chembox Properties
|   Formula = CS<sub>2</sub>
|   MolarMass = 76.139 g/mol
|   Appearance = 無色液体（低純度のものは黄色がかっている）
|   Density = 1.261 g/cm<sup>3</sup>
|   MeltingPtC = -110.8
|   BoilingPtC = 46.3
|   Solubility = 0.258 g/100 mL (0 °C)<br> 0.239 g/100 mL (10 °C)<br> 0.217 g/100 mL (20 °C)<ref name=sioc>{{cite book|last = Seidell|first = Atherton|last2 = Linke|first2 = William F.|year = 1952|title = Solubilities of Inorganic and Organic Compounds|publisher = Van Nostrand}}</ref><br> 0.014 g/100 mL (50 °C)
|   SolubilityOther = [[アルコール]]、[[エーテル]]、[[ベンゼン]]、[[油]]
|   RefractIndex = 1.6295
  }}
| Section3 = {{Chembox Structure
|   MolShape = [[直線形]]
|   Dipole = 0 [[デバイ|D]]
 }}
| Section7 = {{Chembox Hazards
|   ExternalMSDS = {{ICSC-small|0022}}
| GHSPictograms = {{GHS02}}{{GHS06}}{{GHS08}}<ref name="sigma">[[Sigma-Aldrich|Sigma-Aldrich Co.]], [http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/sial/335266 Carbon disulfide]. Retrieved on 2014-05-27.</ref>
| GHSSignalWord = Danger
| HPhrases = {{H-phrases|225|315|319|361|372}}<ref name="sigma" />
| PPhrases = {{P-phrases|210|281|305+351+338|314}}<ref name="sigma" /><br /> [https://www.ilo.org/dyn/icsc/showcard.display?p_lang=ja&p_card_id=0022&p_version=2 ICSC 0022]
<!--旧規格なので隠しました。--><!--|   EUIndex = 006-003-00-3
|   EUClass = 強い可燃性 ('''F''')<br />Repr. Cat. 3<br/>有毒 ('''T''')<br/>刺激性 ('''Xi''')
|   RPhrases = {{R11}}, {{R36/38}}, {{R48/23}}, {{R62}}, {{R63}}
|   SPhrases = {{S1/2}}, {{S16}}, {{S33}}, {{S36/37}}, {{S45}}-->
|   NFPA-H = 3 
|   NFPA-F = 4 
|   NFPA-R = 0
|   FlashPt = -30 ℃
|   Autoignition = 90 ℃
|   ExploLimits = 1.3–50 %
|   LD50 = 3188 mg/kg
  }}
| Section8 = {{Chembox Related
|   OtherCpds = [[二酸化炭素]]<br/>[[硫化カルボニル]]<br/>[[二セレン化炭素]]
  }}
}}
'''二硫化炭素'''（にりゅうかたんそ、{{lang-en-short|carbon disulfide}}）は代表的な[[炭素]]の[[硫化物]]で、[[化学式]]は CS<sub>2</sub>。無色で[[相転移|揮発]]性の[[液体]]であり、主に[[セロハン]]や[[レーヨン]]の製造過程で[[溶媒|溶剤]]として利用されているほか、[[ゴム]]の[[加硫]]促進剤、[[有機化学]]原料や[[浮遊選鉱]]剤などに用いられている。'''二硫炭'''、'''硫化炭素'''、'''硫炭'''などと略される。[[劇物]]。

== 化学的性質 ==
純度が高いものは[[ジエチルエーテル|エーテル]]様の[[芳香]]を持つ無色の液体だが、保存中に分解しやすく一般的には[[硫化カルボニル]]のような悪臭を持つ夾雑物が含まれ黄色を呈する。

酸素 (O)と硫黄 (S)が同族であることから、[[二酸化炭素]] (CO<sub>2</sub>)と[[等電子的]]な分子であるが、二硫化炭素は非常に燃えやすい。また[[求核剤]]と反応しやすく、容易に還元されやすい。この反応性の違いは、硫黄の場合原子核のπ電子供与能が酸素より低く、そのため炭素原子が[[求電子性]]を示すためと考えられる。

== 製造 ==
自然界では火山や沼地から微量に放出されるのみである<ref name=kumamoto2014>{{Cite journal|title=二硫化炭素の特殊な貯蔵・取扱い方法について|author=熊本健志|date=2014-05|journal=Safety & Tomorrow|volume=155|page=36|publisher=危険物保安技術協会|url=https://www.khk-syoubou.or.jp/pdf/guide/magazine/155/contents/155_36.pdf}}</ref>。

工業的には[[木炭]]・[[コークス]]などの固体の[[炭素]]源を用いて硫黄蒸気と反応させる固相－気相反応および、[[天然ガス]]（[[メタン]]）を炭素源として硫黄蒸気と反応させる気相反応の二種類の方法によって製造される。いずれの方法においても[[硫化水素]]が副生し、[[硫黄回収装置|クラウス法]]で硫黄として再回収される<ref name=oka1983>{{Cite journal|和書|title=ケミカルス覚書 二硫化炭素|year=1983|author=岡秀昭|journal=有機合成化学協会誌|volume=41|issue=5|page=464|publisher=有機合成化学協会|doi=10.5059/yukigoseikyokaishi.41.464}}</ref>。

固相－気相反応での反応温度は約900{{℃}}。この方法は反応装置に[[鋳鉄]]で作られた[[レトルト]]を持ちいる「レトルト法」と、耐火レンガの炉内で電気加熱を行う「電気炉法」、微粉黒鉛を用いる「流動法」<ref>{{Cite journal|和書|title=木炭の生産と利用の現況と將来|author=岸本定吉|year=1962|journal=燃料協会誌|volume=41|issue=9|page=749|publisher=日本エネルギー学会|doi=10.3775/jie.41.737}}</ref>がある<ref>{{Cite journal|和書|title=二硫化炭素原料としての木炭-二硫化炭素の性質および用途-|author=芦田一夫|year=1962|journal=燃料協会誌|volume=41|issue=9|page=773|publisher=日本エネルギー学会|doi=10.3775/jie.41.773}}</ref>。低温で反応させると、[[一硫化炭素]]が発生する。
: <chem>C\ + 2S -> CS2</chem>

気相反応では[[二酸化ケイ素]]や[[酸化アルミニウム]]を[[触媒]]に用いることで600{{℃}}という低温で製造することができる<ref name=oka1983/>。このメタンを用いた二硫化炭素の製法はアメリカのFirst Movers Coalition社の技術でありFMC法もしくはメタンガス法と呼ばれる<ref>{{Cite journal|title=Courtaulds to switch CS2 output to F.M.C.methaneroute.|year=1962|volume=88|journal=Chemical Age|page=p.89}}</ref>。この製法では石油精製の過程で副生する硫黄とメタンガスを有効利用できるため、[[石油コンビナート]]に併設して製造工場が作られるケースもある<ref name=kumamoto2014/>。このように石油コンビナート内で製造される場合、副生する硫化水素はそのままの形で他の製造工場に移送され別の化合物の合成原料として利用されることもある<ref name=kumamoto2014/>。
: <chem>2CH4\ + S8 -> 2CS2\ + 4H2S</chem>

世界の二硫化炭素の生産／消費量は約100万トンで、中国が49％、次いでインドが13％を消費しており、そのほとんどがレーヨン繊維の生産用である<ref>{{cite web |url=http://www.ihs.com/products/chemical/planning/ceh/carbon-disulfide.aspx |title=Carbon Disulfide report from IHS Chemical |access-date= June 15, 2013 }}</ref>。

日本国内での生産量は1967年のピーク時には年間154,000トンであったが<ref name=oka1983/>、1981年には年間95､000トン<ref name=oka1983/>、2015年には年間37,000トンとなっている<ref>{{Cite report|和書|title=優先評価化学物質のリスク評価（一次） 人健康影響及び生態影響に係る評価Ⅱ リスク評価書簡易版 二硫化炭素|date=2018-09-21|publisher=厚生労働省、経済産業省、環境省}}</ref>。輸送に困難が伴うことから輸出入はそれほど盛んではない。

== 反応 ==
===燃焼===
二硫化炭素は燃焼すると、[[二酸化硫黄]]と[[二酸化炭素]]が発生する。
: <chem> CS2\ + 3O2 -> 2SO2\ + CO2</chem>

===塩素化===
二硫化炭素の塩素化は[[四塩化炭素]]を合成するのに使われる。
: <chem>CS2\ + 3Cl2 -> CCl4\ + S2Cl2</chem>

この変換は、中間体として[[チオホスゲン]]を経由して進行する。

===求核付加===
第一級および第二級[[アミン]]の付加により{{仮リンク|ジチオカルバミン酸|en|Dithiocarbamate}}アンモニウムを生じる。
: <chem>2R2NH\ + CS2 ->\ R2NH2^+ R2NCS2^-</chem>

同様に[[アルコキシド]]からは[[キサントゲン酸]]塩を生じる。この反応は[[ビスコース]]、[[レーヨン]]、[[セロファン]]などの再生[[セルロース]]製造の基本となっている。また[[ヨードメタン]]と反応させてメチル[[キサントゲン酸#キサントゲン酸エステル|キサンテート]]とすることで[[シュガエフ脱離]]や{{仮リンク|バートン・マクコンビー脱酸素化|en|Barton-McCombie deoxygenation}}の基質とすることができる。
: <chem>RONa\ + CS2 ->\ ROCS_2 Na</chem>

[[硫化ナトリウム]]の付加により{{仮リンク|トリチオ炭酸ナトリウム|en|Thiocarbonate#Trithiocarbonates}}を生じる。
: <chem>Na2S\ + CS2 ->\ Na2CS3</chem>

==利用==
二硫化炭素の主な工業用途は、ビスコース・レーヨンとセロファン・フィルムの製造であり、年間生産量の75％を占めている<ref name="Ullmann">Lay, Manchiu D. S.; Sauerhoff, Mitchell W.; Saunders, Donald R.; "Carbon Disulfide", in ''Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry'', Wiley-VCH, Weinheim, 2000 {{DOI| 10.1002/14356007.a05_185}}</ref>。

===殺虫剤===
穀物や果実にたいする殺虫剤として、あるいは土壌の病害性昆虫や線虫の殺滅のために使われる。
<ref>{{Greenwood&Earnshaw2nd|page=}}</ref>
<ref>British Crop Protection Council (1987). The Pesticide Manual, A World Compendium, 8th Ed.</ref>

===溶剤===
[[リン]]、[[硫黄]]、[[セレン]]、[[臭素]]、[[ヨウ素]]、[[脂質]]、[[樹脂]]、[[ゴム]]などの溶剤として用いられる。<ref>http://www.akzonobel.com/sulfurderivatives/products/carbon_disulfide/</ref>オクタノール／水[[分配係数]]は1.94。

[[有機化合物]]を良く[[溶解]]してプロトン[[核磁気共鳴|NMR]]に検出されないので、[[重水素|重]][[クロロホルム]]に溶けにくいサンプルの測定を行う際の溶媒に適している。

===製造原料===
[[キサントゲン酸]]塩などの有機硫黄化合物の合成にも広く使用される。医薬品やゴム化学に使用されるジチオカルバメートの前駆体でもある。

==毒性==
二硫化炭素は、急性中毒と慢性中毒の両方に関連しており、その症状は多岐にわたる<ref>{{Cite web|url=https://www.atsdr.cdc.gov/phs/phs.asp?id=472&tid=84#bookmark05|title=ATSDR - Public Health Statement: Carbon Disulfide|website=www.atsdr.cdc.gov|access-date=2020-01-17}}</ref>。神経系に影響するため、高濃度では致死的である。

二硫化炭素は200μg/m3以上でも臭いを感じることがあり、WHOは20 μg/m<sup>3</sup>以下という感覚的指針を推奨している。

環境省によるリスク評価によれば、呼吸による無毒性量は 3.2 mg/m<sup>3</sup> 、経口摂取による無毒性量は 2.5 mg/kg･day とされている。
また、10～15年間暴露した場合、10 mg/m3で健康に害があるという報告もあるが、過去の暴露レベルに関する十分なデータがないため、これらの害と10 mg/m3の濃度との関連は不確かである<ref name="WHO">{{cite book |title=Air Quality Guidelines |date=2000 |publisher=WHO Regional Office for Europe, Copenhagen, Denmark |edition=2 |url=https://www.euro.who.int/__data/assets/pdf_file/0019/123058/AQG2ndEd_5_4carbodisulfide.PDF |access-date=31 July 2021 |chapter=Chapter 5.4 : Carbon disulfide |archive-date=18 October 2022 |archive-url=https://web.archive.org/web/20221018194943/https://www.euro.who.int/__data/assets/pdf_file/0019/123058/AQG2ndEd_5_4carbodisulfide.PDF |url-status=dead }}</ref>。

蒸気でなく、皮膚からも吸収されるので取り扱いには注意が必要。誤って皮膚から吸収された場合、急性の二硫化炭素中毒症状は、視覚障害、精神の高揚を伴う興奮発作、次いで意識不明、昏睡、呼吸麻痺として現れる。度々、より長時間の吸引による慢性の中毒症状は、頭痛、不眠、記憶・視覚・聴覚障害、神経炎、血管障害として現れる。[[変異原性]]については否定的な報告が多いが肯定的な報告もあって明確に判断できない。[[発がん性]]は無いと考えられている。体内で代謝されて主に尿から排泄される。

==危険性==
[[相転移#物理学的性質|揮発性]]が高く、非常に引火しやすい（引火点-30{{℃}}、[[発火点]]90{{℃}}）。比重が水より大きく水に難溶であることを利用し、二硫化炭素の上に注水し揮発を防ぐ水没貯蔵方法が用いられる。引火した場合は大量の[[水]]による消火を行う。燃焼により[[二酸化硫黄]] (SO<sub>2</sub>)を発生するのでそれに対する注意も必要である。

日本における法規制については下記の通り。

*[[特定化学物質の環境への排出量の把握等及び管理の改善の促進に関する法律]]（化管法）：第一種指定化学物質 (1-241)
*[[化学物質の審査及び製造等の規制に関する法律]]（化審法）：優先評価化学物質 (1-172)
*[[消防法]]：危険物第四類特殊引火物
*[[毒劇物取締法]]：劇物
*[[労働安全衛生法]]：危険物引火性の物、名称等を表示すべき有害物、名称等を通知すべき有害物、第一種有機溶剤
*[[大気汚染防止法]]：特定物質
*[[海洋汚染等及び海上災害の防止に関する法律]]（海洋汚染防止法）：有害液体物質 B 類
*[[高圧ガス保安法]]：可燃性ガス、毒性ガス
*[[船舶安全法]]：引火性液体類
*[[航空法]]：引火性液体
*[[港則法]]：引火性液体類

== 脚注 ==
{{脚注ヘルプ}}
<references />

==関連文献==
*{{Cite journal|和書|author=武島達夫|author2=深田直昭|author3=村岡亘|author4=宮内哲子|title=二硫化炭素の有機反応|publisher=有機合成化学協会|journal=有機合成化学協会誌|date=1973|volume=31|issue=10|pages=808-825|doi=10.5059/yukigoseikyokaishi.31.808}}

== 関連項目 ==
* [[有機溶剤作業主任者]]
* [[毒物劇物取扱責任者]]

== 外部リンク ==
* [https://www.env.go.jp/chemi/communication/factsheet.html 化学物質ファクトシート]（環境省）(検索文字入力欄に「二硫化炭素」と入力することで表示されます）
* [https://www.env.go.jp/chemi/report/h17-21/pdf/chpt1/1-2-2-11.pdf 化学物質の環境リスク評価　第４巻 二硫化炭素]（環境省環境保健部環境リスク評価室）
* [http://www.safe.nite.go.jp/japan/sougou/data/pdf/risk/pdf_hyoukasyo/241riskdoc.pdf 化学物質の初期リスク評価書 No.10 二硫化炭素]（新エネルギー・産業技術総合開発機構）
* {{ICSC|0022}}
*{{Kotobank}}

{{大気汚染}}
{{Normdaten}}
{{DEFAULTSORT:にりゆうかたんそ}}
[[Category:硫化物]]
[[Category:有機化合物]]
[[Category:溶媒]]
[[Category:特殊引火物]]
[[Category:有毒ガス]]
[[Category:劇物]]