噻吩

噻吩是含一个硫杂原子的五元杂环化合物，在煤焦油制得的粗苯中少量存在，具有类似苯芳香气味的无色液体，沸点为84℃，不溶于水，能与乙醇、乙醚、丙酮、苯、四氯化碳、庚烷、吡啶、1，4-二氧六环等混溶。易燃。耐热性强，加热至850℃而不分解。在强酸条件下不聚合，不分解，也不易被氧化。有中等程度毒性。噻吩环上的5个原子均为sp2杂化，处于同一平面，硫原子的一对未共用电子占据的p轨道与4个碳原子的p轨道平行且重叠，形成5原子6电子的闭合共轭体系，故具有芳香性，噻吩比苯容易发生亲电取代反应，取代主要发生在α-位 (2-位或5-位)。噻吩的重要衍生物是生物素，在室温下可以与浓硫酸发生磺化反应，生产溶于硫酸的2-噻吩磺酸，所以常用这种方法除去粗苯中的噻吩。
噻吩可用于生产各种染料、香料、耐急冷急热塑料、高活性溶剂、刺激素、杀虫剂、增亮剂、化妆品和生物活化物质以及维生素、麻醉剂和抗菌素等药品。也是制备广谱性驱虫药噻嘧啶、抗菌素类药物先锋霉素Ⅰ和Ⅱ的原料，还可进一步制备环丁砜等溶剂。采用化学法或电化学法可合成聚噻吩，经掺杂后，其电导率为2～10.6×103S/m，是一种有潜在应用前景的导电高分子材料。噻吩虽可用化学方法合成制取，但成本太高。噻吩存在于煤焦油和页岩油内。用浓硫酸洗涤煤焦油的粗苯馏分所得废酸作原料，在110～150℃水解，然后经分离提纯得到噻吩。噻吩主要存在于粗苯预精馏得到的轻苯中。当轻苯加氢精制时，噻吩遭到破坏，当轻苯酸洗精制时，大部分噻吩与不饱和化合物聚合成焦油状物质，仅有少量噻吩与硫酸作用生成便于提取的噻吩磺酸，这就大大地减少了噻吩的产量。
轻苯酸洗精制时，噻吩与硫酸反应生成噻吩磺酸溶解于废硫酸中，将废硫酸澄清，除去焦油状物质，然后进行水解蒸馏。馏出物经冷凝冷却和分离，可以得到含噻吩和苯族烃的粗馏油。粗馏油经碱中和至中性或微碱性后，用理论塔板数为30～40的精馏塔进行精馏，得到含噻吩大于90%的噻吩产品。精馏时切取的中间馏分集中后回流入粗馏油。当噻吩全部馏出后，残液还可以精馏出含间-二甲苯约95%的间-二甲苯产品。
这种从废硫酸中提取噻吩的方法，粗苯中噻吩的提取率低，且水解蒸馏设备需要使用耐腐蚀材料。为了提高噻吩的提取率，许多国家都在研究从粗苯中提取噻吩的新方法，其中比较成功的是萃取精馏提取噻吩法(ER法)。该法是向含噻吩的苯中加入适宜的萃取剂，以增大苯与噻吩之间的相对挥发度，以便精馏分离出噻吩。在许多萃取剂中，α-吡咯烷酮和N-甲基吡咯烷酮 (NMP)对噻吩的溶解能力强，虽然这种萃取剂只具有中等程度的选择性，但它的化学稳定性和热稳定性好，容易回收，价格也比较便宜，是比较合适的萃取剂。无色透明液体，有类似苯的芳香气味。 溶于乙醇、乙醚及其他有机溶剂，不溶于水。用于合成药物先锋霉素等，也用于生产染料、合成树脂、溶剂等用于制取药物、染料等。用于制药物和增塑剂等;噻吩是一种重要的有机化工原料，它的用途非常广泛。主要用于染料、医药和树脂。合成新型广谱抗菌素先锋霉素，是一种重要的医药化工助剂，还可应用于彩色影片制造及特技摄影，合成一种复杂的试剂，用于铀等金属的提取分离等。主要作为医药工业中间体，用于噻乙吡啶、噻嘧啶等药物的制备。也用作合成树脂和染料工业的生产原料。还用作有机溶剂。作为化学试剂，用作色谱分析的标准试剂。用作医药、染料、塑料等工业的原料及增塑剂用作溶剂、色谱分析标准物质，及用于有机合成 ,制造树脂、染料和药品。噻吩可用于制造染料、医药和树脂；合成新型广谱抗菌素先锋霉素；用于彩色影片制造及特技摄影；合成一些复杂的试剂；它是合成酚醛塑料和树脂的重要中间体。噻吩本身就是很好的脱蜡剂和油漆清洗剂。 噻吩的衍生物具有多种药理活性。噻吩偶氮染料品种繁多，性能优异。噻吩的磺酰脲类衍生物是超高效、低毒的新型除草剂。其他衍生物还可作为杀虫剂、杀菌剂、动植物生长促进剂等。另外，噻吩的有些衍生物还是有机半导体的组成成分。总之，噻吩及其衍生物在药物工业、染料工业、农药工业、树脂工业、化学工业等方面均有十分重要的地位。噻吩存在于煤焦油和页岩油内，可利用粗苯洗涤产生的废酸作原料，在110-150℃水解，水解时生成的气体经水解精馏塔进入塔顶冷凝器，冷凝得到的精馏产物含噻吩约为15%-25%、二甲苯约50%-60%，还含苯、甲苯、甲基噻吩及一些未知物。每吨废酸约可提取10kg精馏产物。用固体氢氧化钠脱水后通过精馏精制，可得90%-95%含量的噻吩产品。化学合成噻吩，可用丁烷和硫为原料，丁烷先脱氢再与硫成环形成噻吩，在实验室制备中用1,4-二羰基化合物与三硫化二磷反应而得。