噻吩（含有硫杂原子的五元杂环化合物）
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更新时间：2023-05-23
噻吩
含有硫杂原子的五元杂环化合物
基本信息
| 中文名 | 噻吩 |
| 闪点 | ―1℃ |
| 别名 | 硫茂 |
| 化学式 | C₄H₄S |
| 熔点 | -38℃ |
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简介
理化特征
分子式：  | 分子量：84.14 |
外观与性状：无色液体，有类似苯的气味 | |
Ph值： | 熔点(℃)：  |
相对密度(水=1)：1.06 | 沸点(℃)：84.2 |
相对密度(空气=1)：2.9 | |
燃烧热(Kj/mol)：2802.7 | 临界温度(℃)：96.8 |
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危险性概述
本品是中闪点易燃液体。其危险性符合《常用危险化学品的分类及标志》（GB13690-92）危险特性第5.97、5.109、5.110。即其蒸气与空气形成爆炸性混合物，遇明火、高热能引起燃烧爆炸。与氧化剂能发生强烈反应。其蒸气比空气重，能在较低处扩散到相当远的地方，遇火源引着回燃。若遇高热，容器内压增大，有开裂和爆炸的危险。按危险化学品包装标志为：标志7“易燃液体”标志。《危险化学品安全标签编写规定》GB15258-1999中应以“警告”为警示用语。
毒性及健康
本品侵入途径为吸入、食入、经皮吸收。
个体防护
安全措施
消防
灭火用泡沫、二氧化碳、干粉、砂土。
急救
皮肤接触：脱去污染的衣服，立即用流动清水彻底冲洗；
眼睛接触：立即提起眼睑，立即用流动清水彻底冲洗。
吸入：迅速脱离现场至空气新鲜处。呼吸困难时给输氧，呼吸停止时，立即进行人工呼吸，就医。
食入：误服者给饮大量温水，催吐，就医。
储运运输
储存于阴凉、通风仓库内，远离火种、热源。仓温不宜超过
。防止阳光直射。包装要求密封，不可与空气接触。应与氧化剂、酸类分开存放。储存间内的照明、通风等设施应采用防爆型，开关设在仓外，配备相应品种和数量的消防器材。罐储时要有防火防爆技术措施。禁止使用易产生火花的机械设备和工具。灌装时应注意流速（不超过
），且有接地装置，防止静电积聚。搬运时要轻装轻卸，防止包装及容器损坏。
物质毒性
文献、期刊报道的毒性作用试验数据 | |||||
编号 | 毒性类型 | 测试方法 | 测试对象 | 使用剂量 | 毒性作用 |
1 | 急性毒性 | 口服 | 大鼠 |  | 详细作用没有报告除致死剂量以外的其他值 |
2 | 急性毒性 | 吸入 | 大鼠 |  | 详细作用没有报告除致死剂量以外的其他值 |
3 | 急性毒性 | 口服 | 小鼠 |  | 详细作用没有报告除致死剂量以外的其他值 |
4 | 急性毒性 | 吸入 | 小鼠 |  | 详细作用没有报告除致死剂量以外的其他值 |
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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
，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。
衍生物
α-噻吩衍生物
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
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。
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
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
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
左右，其次为α-氯甲基噻吩、α-乙酰噻吩、噻吩-α-甲醛。
噻吩-α-乙酸
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。
β-噻吩衍生物
用途
合成医药
β-噻吩衍生物与α-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。
被誉为划时代抗精神分裂症药物olanzapine上市3年销售额即达到20亿美元。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。
合成农药
β-噻吩衍生物广泛用于农药合成，如合成2-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2000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（thiacloprid）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
甲氧基噻吩为原料合成的；由四氯噻吩合成的含有噻吩基的吡咯类杀虫剂是具有很高的杀虫活性和高效、低毒、与环境相容性好的新农药；2-硝基亚氨基咪唑烷类杀虫剂是近年来发展起来的一种广谱、低毒、高效、内吸活性的杀虫剂，引入噻吩环后，活性更优异，形成了一系列结构新颖的高效低毒农药。
其他
制备
β-噻吩衍生物的主要品种有β-氯甲基噻吩、β-溴代噻吩、β-甲基噻吩、β-碘代噻吩、噻吩-β-甲醛、噻吩-β-甲酸、β-3-噻吩丙酸、β-溴甲基噻吩、β-噻吩甲基丙二酸、β-噻吩乙酸乙酯、β-噻吩甲基丙二酸二乙酯、β-噻吩丙二酸单苄酯、β-噻吩丙二酸对硝基苄酯、2-氨基-5-甲基-β-氨基噻吩、β-噻吩乙腈、β-甲氧基噻吩、2，3，5-三溴噻吩、2，5－二氯-β-噻吩甲酸、2，5-二氯-β-乙酰噻吩、2-乙酰-β-甲基噻吩、2-甲氧羧基
噻吩磷酰氯。
α-噻吩衍生物多以噻吩为原料直接制备，β-噻吩衍生物则不同，除β-溴代噻吩是以噻吩为原料经溴化、脱溴2步合成外，大多数β-噻吩衍生物是以β-甲基噻吩为原料合成，如噻吩-β-甲醛、噻吩-β-甲酸、噻吩-β-乙腈、β-噻吩甲基氯、β-溴甲基噻吩、β-噻吩乙酸乙酯、噻吩-β-乙酸等。
β-甲基噻吩
生产β-甲基噻吩的工业化方法在国内未见文献报导，亦无生产厂家。国外文献报道的较为可行的主要有4条合成工艺路线。
（1）甲基琥珀盐与硫化磷在
气流下一步合成β-甲基噻吩，得到精制甲基噻吩的产率可达
以上。
（3）在高温液体硫中加入异戊二烯合成。
β-噻吩甲醛
工业化较为可行的路线是甲基噻吩与溴代琥珀酰亚胺进行溴代反应，生成的溴代物再与乌洛托品反应，得产物。
噻吩乙酸乙酯
噻吩先在光照条件下与
发生反应，再与
与
进行反应得产物。
