-
摘要
噻吩类杂环化合物应用较多的是其衍生物
,该类化合物发展在我国处在起步阶段,
大多数产品尚属空白,还没有产量规模化、品种
系列化的生产厂家。
α
-
噻吩衍生物广
泛应用于合成医药、农药、染料、化学试剂和高分子助剂等,重要的衍生物有噻吩
-
α
-
乙酸、
α
-
氯甲基噻吩、
α
-
乙酰噻吩和噻吩
< br>-
α
-
甲醛,噻吩
-
α
-
乙酸是目前用量最大
的噻
吩衍生物,全球用量在
1000t/a
左右。
β
-
噻吩衍生物有特殊的活
性,主要用于合成医
药和农药。大多数
β
-
噻吩衍生物是以
β
-
甲基噻吩为原料合成的、重要的衍生物有
β
-
甲
基噻吩、
β
-
p>
噻吩甲醛、噻吩
-
β
-
乙酸乙酯和
β
< br>-
溴噻吩等,
β
-
噻吩衍生物是高附加值产品,
例如
-
噻吩甲醛的售价为
86
万元
/t
,
2-
(邻硝基苯胺基)
-5-
甲基
-
β
-
氰基噻吩的售价为
1.2
< br>万元
/kg
。
人们发现噻吩类杂环化合物已有几十年的历史,但真
正广泛应用却只有十几年。噻
吩类杂环化合物应用较多的是其衍生物,其中
α
位噻吩衍生物又较
β
位用
量大、品种多。
β
位衍生物结构新颖,在很多领域有特殊用途,
品种和用量正快速增长。
噻吩类化合物在我国处在起步阶段,大多数品种尚属空白,还没有产量规模化。品
种系
列化的生产厂家。
噻吩
噻吩又称硫杂茂、硫茂、硫代呋喃、硫杂环戊二烯。结构式为
噻吩为无色低粘度液体
,微有苯味,不易发生水解、聚合反应。噻吩是稳定的五元
杂环化合物,具有芳香族化合
物的性质,化学性质与苯十分相近,但却有更高的反应
活性,如噻吩的氯化反应在乙酸中
进行的速度是苯的
100
万倍,溴化反应是苯的
1000
倍,但噻吩环热稳定性比苯环差,易发生开环裂解反应。噻吩的制造
方法有提取法和
合成法
2
种。其主要物
化性质列于表
1
。表
1
噻吩的主要物化性质
——————
————————————————————————————
——
项
目
指
标
——————————————————————————————————
——
沸点
/
℃
84.16
相对密度(
25/4
℃)
1.0583
凝固点
/
℃
-38.3
闪点
/
℃
-6.7
折射率(
25
℃)
1.5257
溶解性
与苯乙醇、正庚烷、丙酮、乙醚、四氯
化碳等大多数溶剂混溶,不溶于水
光敏性
有光敏性,光照可发生碳架重排
化学性质
许多件质与苯相似,但比苯活泼。
于空气和光照下慢慢氧化,能完全
裂解成硫酸和草酸
空气中最大允许浓
度
/
(
mg/L
)
0.02
< br>毒性(大鼠经口,
LD50
)
/
(
mg/kg
)
420
————————————————————————
——————————
——
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。
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。
化学合成法
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(
nobiloil
法,
soccong
-
vaccum
公
司开发),收率为
40%
,此方法于
1
950
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
< br>℃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。<
/p>
α
-
噻吩衍生物
用途
< br>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。
α
-
噻吩衍生物在农药中可用作杀虫剂、杀菌剂、杀螨虫剂、
杀线虫剂、除草剂等。
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
p>
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惟一进
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
p>
髓抑制作用、无诱变性,即将上市。
α
-
噻吩衍生物在其他精细化工领域也
有广泛的应用。如
2
,
5-
双(
5-
叔丁基
-2
p>
苯并
噁唑基)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
< br>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
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