噻吩

2021年2月13日发(作者：4394)

噻吩（

Thiophene

），系统名

1-

硫杂

-2,4-

环 戊二烯，

CAS

号

110-02-1< /p>

。从结构式上看，

噻吩是一种杂环化合物，也是一种硫醚。分子式

C4H4S

，分子量

84.14

。熔点

-38

℃，

沸 点

84

℃，密度

1.051g/cm3

。在常温下，噻吩是一种无色、有恶臭、能催泪的液体。

噻吩天 然存在于石油中，含量可高达数个百分点。工业上，用于乙基醇类的变性。和

呋喃一样， 噻吩是芳香性的。硫原子

2

对孤电子中的一对与

2

个双键共轭，形成离域

Π

键 。噻吩的芳香性仅略弱于苯。

噻 吩噻吩（

thiophene

），含有一个硫杂原子的五元杂环 化合物。分子式

C4H4S

。存

在于煤 焦油和页岩油中；由煤焦油分馏得到的粗苯和粗萘中，粗苯中含约

0.5%

。无色、

有难闻的臭味的液体。熔点－

38.2

℃，沸点

84.2

℃

，相对密度

1.0649

（

20/4

℃）。由

于它的沸点为

84

℃，与苯接近，很难用蒸馏的方法将它们分开。溶于乙醇、乙醚、丙

酮、苯等。噻吩具有芳香性

，与苯相似， 比苯更容易发生亲电取代反应，主要取代在

2

位上。噻吩

2

位上的氢也很容易被金属取代

< p>
，生成汞和钠等的衍生物。噻吩环系对

氧化剂具有一定的稳定性，例如，烷 基取代的噻吩氧化后可以形成噻吩羧酸。用金属

钠在液氨和甲醇溶液内还原噻吩，可得二 氢噻吩，以及某些开环化合物。用催化氢化

法还原噻吩，可得四氢噻吩。工业上噻吩用丁 烷与硫作用制取。实验室中噻吩用

1

，

4-

二羰基化合物与三硫化二磷反应制取。乙酰基丁酮与硫化磷反应，能生成

< p>
2

，

5-

二甲基

噻吩。噻吩在许多场合可代替苯，用作制取染料和塑料的原料，但由于性质较为活泼，

< p>
一般不如由苯制造出来的产品性质优良。噻吩也可用作溶剂。

中文名称：噻吩

[1]

中文别名：硫 茂

;

硫杂茂

;

硫代呋喃

;

硫杂环戌二烯

;

< p>
硫杂环戊二烯

英文名称：

Thiophene

英文别名：

Thiophene-2,5-d2; sulfur metalloCene branched clutter; furan

Cyclopentadiene thia;

CAS No.

：

110-02-1

EINECS

号：

203-729-4[2]

编辑本段理化特性分子式：

C4 H4 S

分子量：

84.13

外观与性状：无色液体，有类似苯的气味

Ph

值：熔点

(

℃

)

：一

38.3

℃

相对密度

(

水

=1)

：

1.06

沸点

(

℃

< p>
)

：

84.2

相对密度

(

空气

=1)

：

2.9

饱和蒸汽压

(kPa)

：

5.33/12.5

燃烧热

(Kj/mol)

：

2802.7

< br>临界温度

(

℃

)

：

96.8

临界压力

(MP a)

：无资料辛醇

/

水分配系数：无资 料

闪点

(

℃

)

：一

9

自燃 温度

(

℃

)

：

395

爆炸下限

[%(V /V)]

：

1.5

～爆炸上限

[%(V/V)]

：

12.5

最小点火能

(mJ)

：

0.31

最大爆炸压力

(MPa)

：

0.843

溶解性：本品不溶于水，可混溶于乙醇、乙醚等多种有机溶剂

编辑本段提取法噻吩存在于炼焦生成的粗苯馏分中，为焦油杂 质。因噻吩与苯的沸点

接近，难以用一般的分馏法将二者分开。目前世界上的精馏提取方 法主要是加氢精制

法、硫酸精制法和溶剂萃取法。

< p>
加氢精制法成本高、投资大，工业化生产不可取；硫酸法污染严重、收率低、后处理

困难，也属落后工艺，目前仅有少量焦化厂采用此法生产少量噻吩；溶剂萃取法投资

小、收率高、产品纯度高，适于规模化生产。

目前我国还 未能很好地对噻吩进行提取、精制，浪费了有限的资源，并对环境造成了

严重污染。在很 多以苯为溶剂的化学合成中，因有微量噻吩存在而严重影响产品质量，

甚至报废。

编辑本段合成法

噻吩世界上第一套生产噻吩的工业化装置采用丁烷与硫的气相催化法

工艺（

< p>
nobiloil

法，

soccong

< p>
－

vaccum

公司开发），收率为

< p>
40%

，此方法于

1950

年获

专利，

60

年代因收率低、设 备腐蚀严重、污染环境而停产。较新的方法有：①气相催

化法，由丁烯、丁二烯、正丁醇 、丁烯醛连续与二硫化碳或二氧化硫在碱促进的金属

氧化物催化剂存在下于

500

℃反应，得到噻吩及其衍生物；②由呋喃或甲基呋喃与二

硫化碳在杂多酸催化下于

400

℃反应，制备噻吩和 甲基噻吩，收率可达

93%

，催化剂

寿 命长，不必周期再生，是一种有前途的合成工艺；③丁烷与硫气相混合，于

600

℃

快速反应；④在氧化铁存在下，乙炔通过加热至

300

℃的黄铁矿反应；⑤无水丁二酸

钠与三硫化二磷在高温和二氧化碳气流 中反应。

工业上，噻吩用丁烷与硫作用制取，丁烷首先脱氢， 然后再与硫关环，形成噻吩。实

验室中，噻吩用

1,4-

二羰基化合物与三硫化二磷反应制取。乙酰基丁酮与硫化磷反应，< /p>

能生成

2,5-

二甲基噻吩。

< p>

编辑本段衍生物用途

α

-

噻吩衍生物广泛应用于合成医药、农药、染料、化学试剂、 高分子助剂等。

带有噻吩环的抗生素比苯基同系物具有更好的 疗效。一些消炎镇痛新药，如对羟麻黄

碱、舒洛芬、噻布洛酸、噻洛芬酸、苯噻啶、舒芬 太尼等

10

余种疗效显著的消炎镇痛

药 均为噻吩的衍生物。噻吩的衍生物还可以用于合成解痉挛药替喹溴胺、驱虫药噻乙

吡啶、 抗胆碱药环己甲醇、利尿药阿唑噻米、氯吡咯、抗胆胺药噻哌苯胺、噻苯二胺、

美沙吡啉 、噻吩二胺等数百种药物。噻吩

-

α

-

乙酸主要用于合成先锋霉素Ⅰ、先锋霉素

Ⅱ、头孢西丁、头孢三 唑、头孢尼特罗、呋烟腙等

20

余种抗菌素，还用于心血管药、

降血脂药、抗溃疡药、血小板凝集抑制剂、心血管舒张药、

5 -

脂氧含酶抑制剂等多种

医药产品的合成。

由二氨基噻吩可合成一系列黄、红、紫色调的染料，适用于聚丙烯腈、聚酯等纤维 的

着色；烷氨基噻吩的衍生物是一次成像照相乳剂的敏感剂；某些

α

-

噻吩衍生物是目前

世界上性能 最好的螯合剂，若控制适当的

PH

值及配合恰当的萃取剂，可用 于锆、铀

-

钍等数十种贵重金属离子的分离以及直接作为人民 币的防伪剂。

β

-

< br>二酮配合物的抗肿瘤作用已引起人们的极大关注，是继顺铂用于临床之后唯一进入

抗肿瘤临床研究的过渡金属配合物，对结肠癌、直肠癌有明显疗效，毒性小、无骨髓

抑制 作用、无诱变性，即将上市。

α

-< /p>

噻吩衍生物在其他精细化工领域也有广泛的应用。如

2

< p>
，

5-

双（

5-

叔丁基

-2

苯并恶

唑基 ）噻吩可用作塑料、注塑成型材料、

EVA

发泡及橡胶制品、合 成纤维、软塑料、

转光农膜、天然漆、油漆、涂料等的荧光增白剂。

制备

α

-

噻吩衍生物主要是通过噻吩环上的亲电取代反应获得。噻吩的

α

位取代很容易进行，

主要衍生物有

α

-

乙酰噻吩、

α

-

氯代噻吩、

α

-

碘代噻吩、

α

-

氯甲基噻吩、

α

-

乙烯噻吩、

噻吩

-

α

-

甲醛、噻吩

-

α

-

乙酸、噻吩

-

α

-

乙醇、噻吩

-

α

-

乙腈、噻吩

-

α

-

乙胺、

α

-

硝基噻 吩

等。

目前世界上有关噻吩及其衍生 物的生产能力和产量的统计数据均不完整，估计世界年

生产总量为

3000t

左右，其中用量最大的是噻吩

-

α

-

乙酸，年用量约为所有噻吩类产物

总量的

1/3

，在

1000t

左右，其次为

α

-

氯甲基噻吩、

α

-

乙酰噻吩、噻吩

-

α

-

甲醛。

噻吩

-

α< /p>

-

乙酸

噻吩< /p>

-

α

-

乙酸的制 备反应分

3

步进行：①噻吩用乙酐乙酰化；②用氨水进行酰胺化 反应；

③用酸水解得产物。

α

-

氯甲基噻吩

噻吩的氯甲基化比较容易进行，一步即可完成。

将噻吩溶于浓盐酸中，通入

HCI

气体进行氯化，再 加入

37%

甲醛水溶液进行甲基化反

应 。分取有机层，精馏即可获得产物，也可用溶剂提取。

α

-

氯甲基噻吩很不稳定，不

宜长期存放，只能低温储存，密闭时有爆炸 危险。

编辑本段

β

< br>-

噻吩用途

合成医药

β

-

噻吩衍生物与

α

-

< br>噻吩衍生物

-

样，主要用途也是药物合成，由于

β

-

噻吩有特殊的活性，

在新药开发中充当着重要角色。

近年上市的很多含有

β

-

噻吩衍生物的新药均属于疗效显著、结构 新颖的特效药，如抗

生素最新药物配能系列，多种配能类新药均含有

β

-

噻吩衍生物；再如羧酸苄酯噻吩青

霉素、替卡西林、替卡西林钠、羧酸对硝基苄酯噻吩青霉素、肾上腺素药物等。

< /p>

被誉为划时代抗精神分裂症药物

olanzapine

< p>
上市

3

年销售额即达到

2 0

亿美元。由

2-

氨基

-5-

甲基

-3-

氰基噻吩为 原料合成的新一代抗精神分裂药物奥氮平（

olanzapine

）由

美国

Lilly

公司研制，

1996

年底上市，是一种双重的

5HT2

和多巴胺

D2

拮抗剂。临床

< p>
试验表明，奥氮平比氟哌啶醇等抗精神病药物有更优异的疗效和更低的体外副作用，

原料药国际市场价格为

6

万～

8

万元

/kg

，噻吩衍生物中间体的价 格为

1.2

万元

/kg

。

据国外文献报道，含有噻吩衍生物的化合物还具有 较强的抗病毒作用，并已有此类新

药上市，用于抗乙肝病毒和艾滋病毒。

用

β

-

氯噻吩

-2-

羧酸合成的氯诺昔康是目前世界上最好的消炎 镇痛药之一；

4-

噻吩基取

代二氢吡啶 新衍生物比目前广泛应用的钙通道阻滞剂地平系列具有更高的活性，更好

的疗效，而且可 增加化合物的水溶性，提高生物利用率，增强光稳定性等，广泛用于

治疗心律失常、高血 压和外周血管性疾病。以

β

-

溴代噻吩为原料合成的血管扩张药和

脑活性药替诸多君也是目前疗效独 特的药物。

β

-

噻吩衍生物还广泛应用于多种驱虫药、抗艾滋病毒药、抗乙肝病毒及抗感冒药、抗

风 湿药、抗组胺药、抗糖尿病药及抗癌症药等数万种药物合成中。

合成农药

β

-

噻吩衍生物广泛用于农药合成，如合成

2-

< br>甲氧羧基

-

β

-

噻吩磺酰氯（用于制备超高效

除草剂噻磺隆）等。在

2 000

年英国召开的

Brighton

植保会上，被推荐的第一个广谱、

内吸杀虫剂噻虫啉（

thia clo prid

）就是由

Bayer

公司用噻吩衍生物合成的烟碱类新农

药，可防治水稻、水果、蔬菜、棉花等作物的多种害 虫，高效低毒、结构新颖；高效

水田除草剂

NSK

－

850

是以

β

-

甲氧基噻吩为原料合成的；由四氯噻吩合成的含有噻吩