Thiofeen

Uit Wikipedia, de vrije encyclopedie
Naar navigatie springen Naar zoeken springen
Thiofeen
Structuurformule en molecuulmodel
Structuurformule van thiofeen
Algemeen
Molecuulformule C4H4S
IUPAC-naam thiofeen
Andere namen thiofuraan
Molmassa 84,13 g/mol
SMILES
c1ccsc1
InChI
1S/C4H4S/c1-2-4-5-3-1/h1-4H
CAS-nummer 110-02-1
EG-nummer 203-729-4
Vergelijkbaar met furaan
Waarschuwingen en veiligheidsmaatregelen
OntvlambaarCorrosiefToxisch
Gevaar
H-zinnen H225 - H302 - H315 - H318 - H331 - H335
EUH-zinnen geen
P-zinnen P210 - P261 - P280 - P305+P351+P338 - P311
ADR-klasse 3
LD50 (ratten) (oraal) 1400 mg/kg
Fysische eigenschappen
Aggregatietoestand vloeibaar
Kleur kleurloos
Dichtheid 1,051 g/cm³
Smeltpunt −38 °C
Kookpunt 84 °C
Vlampunt -1 °C
Goed oplosbaar in benzeen, chloroform
Onoplosbaar in water
Brekingsindex 1,5287 (589 nm, 20 °C)
Geometrie en kristalstructuur
Dipoolmoment 0,55 D
Thermodynamische eigenschappen
ΔfHol 80,2 kJ/mol
Tenzij anders vermeld zijn standaardomstandigheden gebruikt (298,15 K of 25 °C, 1 bar).
Portaal  Portaalicoon   Scheikunde

Thiofeen is een heterocyclische aromatische verbinding met als brutoformule C4H4S. De stof komt voor als een kleurloze vloeistof, waarvan de geur lijkt op die van benzeen. Thiofeen kan opgevat worden als een onverzadigde versie van het verzadigde tetrahydrothiofeen, dat dienstdoet als aardgasadditief.

Voorkomen[bewerken | brontekst bewerken]

Thiofeen en derivaten ervan, zoals benzothiofeen, wordt aangetroffen in petroleum, vaak in relatief hoge concentraties (1 tot 3%). Het was de Duitse scheikundige Viktor Meyer die erin slaagde thiofeen te isoleren uit petroleum.[1]

Petroleum wordt ontzwaveld door een reeks chemische behandelingen, het hydro-ontzwaveling. Daarbij wordt ook thiofeen verwijderd. Bij dit proces wordt petroleum geleid over een katalystor, molybdeendisulfide, onder een waterstofgasatmosfeer. Daarbij wordt thiofeen omgezet tot koolwaterstoffen (onder andere butaan) en waterstofsulfide. Dit waterstofsulfide wordt vervolgend verwijderd via het Clausproces.

Synthese[bewerken | brontekst bewerken]

Thiofeen en derivaten ervan kunnen bereid worden door middel van de Paal-Knorr-synthese. Daarbij reageert een 1,4-diketon met fosforpentasulfide. Een variant op deze methode is de Volhard-Erdmann-cyclisatie. Alternatieve methoden maken gebruik van Lawesson-reagens. Met behulp van de Gewald-reactie kunnen aminothiofenen bereid worden.

Op industriële schaal wordt thiofeen bereid door een butaanderivaat (n-butaan, 1-buteen, 1,3-butadieen of 1-butanol) te laten reageren met zwaveldioxide of koolstofdisulfide over een oxide-katalysator bij 500-550 °C.

Eigenschappen[bewerken | brontekst bewerken]

Thiofeen is een bij kamertemperatuur kleurloze vloeistof met een karakterisieke geur, gelijkend op die van benzeen. Met benzeen deelt thiofeen een aantal eigenschappen. Zo verschillen de stoffen slechts 4 °C in hun kookpunten, hetgeen het lastig maakt beide te scheiden, zelfs met een gefractioneerde destillatie. Net zoals benzeen vormt ook thiofeen een azeotroop met ethanol.

De thiofeenmolecule is vlak en aromatisch. De bindingshoek rond zwavel bedraagt 93°.

Toepassingen[bewerken | brontekst bewerken]

Thiofeen is een bouwsteen in de organische synthese. Het ondergaat diverse reacties, waaronder oxidatie en elektrofiele aromatische substitutie.

Thiofeen kan gepolymeriseerd worden tot polythiofeen, waarbij de thiofeeneenheden met elkaar verbonden zijn aan de 2- en 5-posities. Polythiofeen kan door dotering met een elektronacceptor als jood of een sulfonzuur geleidend gemaakt worden, en gebruikt worden als een organische halfgeleider. Zuiver polythiofeen is echter onoplosbaar en moeilijk te verwerken, in tegenstelling tot polymeren van thiofeenderivaten met een functionele groep gesubstitueerd op de 3- en/of 4-positie, bijvoorbeeld poly(3-methylthiofeen), poly(3-butylthiofeen) of poly(3,4-ethyleendioxythiofeen).

Externe links[bewerken | brontekst bewerken]

  • (en) Gegevens van Thiofeen in de GESTIS-stoffendatabank van het Duitse Institut für Arbeitsschutz der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung (IFA) (JavaScript vereist)
  • (en) MSDS van thiofeen