Thiofeen

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
Wikidata	Q305364
Vergelijkbaar met	furaan
Waarschuwingen en veiligheidsmaatregelen
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
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    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

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.

Petroleum wordt ontzwaveld door een reeks chemische behandelingen, het hydro-ontzwavelen. 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 vervolgens verwijderd via het Clausproces.

Synthese

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

Thiofeen is een bij kamertemperatuur kleurloze vloeistof met een karakteristieke 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

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

• (en) Gegevens van thiofeen in de GESTIS-stoffendatabank van het IFA
• (en) MSDS van thiofeen

Bronnen, noten en/of referenties