| Thiofen | |
|---|---|
 Struktura thiofenu – vzorce a model | |
| Obecné | |
| Systematický název | thiofen |
| Ostatní názvy | thiofuran, thiol[pozn. 1] |
| Anglický název | Thiophene |
| Německý název | Thiophen |
| Sumární vzorec | C4H4S |
| Vzhled | bezbarvá kapalina |
| Identifikace | |
| Registrační číslo CAS | 110-02-1 |
| PubChem | 8030 |
| SMILES | c1ccsc1 |
| InChI | InChI=1S/C4H4S/c1-2-4-5-3-1/h1-4H |
| Číslo RTECS | XM7350000 |
| Vlastnosti | |
| Molární hmotnost | 84,14 g/mol |
| Teplota tání | −38 °C |
| Teplota varu | 84 °C |
| Hustota | 1,051 g/cm³ |
| Dynamický viskozitní koeficient | 0,871 2 cP (0,2 °C) 0,643 2 cP (22,4 °C) |
| Index lomu | 1,528 7 |
| Bezpečnost | |
 GHS02  GHS05  GHS06  GHS07 Nebezpečí[1] | |
Některá data mohou pocházet zdatové položky. | |
Thiofen jeheterocyklickáorganická sloučenina sesumárním vzorcem C4H4S. Jehomolekula sestává z planárního pětičlennéhokruhu. Jedná se oaromatickou sloučeninu, což se projevuje výraznýmisubstitučními reakcemi. Příbuznými sloučeninami jsoubenzothiofen adibenzothiofen, obsahující thiofenový kruh spojený s jedním, resp. dvěmabenzenovými kruhy. Mezi sloučeniny analogické thiofenu patřífuran (C4H4O) apyrrol (C4H4NH).
Thiofen byl objeven jako kontaminant v benzenu.[2] Bylo zjištěno, že isatin tvoří modré barvivo, pokud je smíchán s kyselinou sírovou a surovým benzenem. Tvorba modrého indofeninu byla delší dobu považována za reakci samotného benzenu.Viktor Meyer byl schopen izolovat thiofen jako skutečnou látku, která je zodpovědná za tuto reakci.[3]
Thiofen a především jeho deriváty se vyskytují v ropě, kde jsou někdy až v koncentracích 1–3 %. Obsah thiofenu v oleji a uhlí se odstraňuje procesem hydroodsíření. Thiofeny procházejí hydrogenolýzou, během které vznikají uhlovodíky a sirovodíky. Samotný thiofen je tedy přeměněn na butan asulfan (H2S).
Problematičtější v ropě jsou benzothiofen a dibenzothiofen, kteří jsou zápachem podobní naftalenu.
Deriváty thiofenu byly detekovány na úrovni nanomolů v 3,5 miliardy let starých marťanských půdních sedimentech roveremCuriosity v kráteru Gale na Marsu mezi lety 2012 až 2017. Tímto thiofen představuje důležitý milník pro misiMars Science Laboratory při dlouhém hledání organické hmoty na rudé planetě.[4]
Zahřívání vzorků lakustrinních jílovců při vysoké teplotě (500 °C až 820 °C) umožnilo analýzu uvolňovaných plynů plynovou chromatografií a hmotnostní spektrometrií a detekci aromatických a alifatických molekul včetně několika sloučenin thiofenu. Přítomnost vazeb uhlík – síra v makromolekulách mohla přispět k zachování organické hmoty ve velmi dlouhodobém období.
Odhaduje se, že zhruba 5 % analyzovaných organických molekul obsahuje organickou síru. Původ a způsob vzniku těchto molekul jsou stále neznámé. Jejich objev předložil otázku thiofenických sloučenin jako možné starověké biosignatury, vědecký důkaz o minulém životě, na Marsu. Podrobné analýzy izotopů uhlíku budou nezbytné k určení, zda jsou takové organické molekuly obohaceny o lehký uhlík, jako jsou obvykle živé mikroorganismy na Zemi.
Vzhledem k vysoké stabilitě lze thiofeny získávat mnoha reakcemi mezi zdrojisíry auhlovodíky, zvláště nenasycenými – například reakcíacetylenu a elementární síry, což byla první syntéza thiofenu, kterou použilViktor Meyer v roce jeho objevu. Thiofeny se klasicky připravují reakcí 1,4-diketonů,diesterů nebo dikarboxylátů sesulfidizačními činidly, napříkladP4S10. Této reakci se říkáPaalova–Knorrova syntéza. Speciální thiofeny lze syntetizovat podobně za použitíLawessonova činidla jako sulfidizačního činidla nebo prostřednictvímGewaldovy reakce, která zahrnuje kondenzaci dvou esterů za přítomnosti elementární síry. Další metodou je Volhardova–Erdmannova cyklizace.
Ročně se ve světě vyrobí cca 2 000 tun thiofenu. Při výrobě se používá reakce, kdy je zdroj síry v plynné fázi – typicky reakcesirouhlíku abutanolu. Tato činidla přicházejí do styku soxidovýmkatalyzátorem při teplotě 500–550 °C.[5]
Thiofen je v pokojové teplotě bezbarvá kapalina s mírně příjemným zápachem, který připomíná benzen. Je vysoce reaktivní, což je základem pro separaci thiofenu od benzenu, který je obtížné oddělit destilací kvůli podobným bodům varu. Thiofen tvoříazeotrop, stejně jako benzen. Molekula thiofenu je planární.
Thiofen je považován za aromatický, ale jeho aromaticita je dle teoretických výpočtů nižší než u benzenu. Elektronové páry na síře jsou významně delokalizovány v pí elektronovém systému. V důsledku své aromaticity thiofen nevykazuje vlastnosti pozorované u konvenčních sulfidů, například atom síry odoláváalkylaci aoxidaci.
Oxidace thiofenu může být dobrá pro metabolickou aktivaci různých léčiv, které již obsahují thiofen. Je to napříkladkyselina tienilová a protinádorové léčivo OSI-930.
Oxidace derivátů thiofenuperoxidem vodíku je katalyzovánamethyltrioxorheniem. Tato sloučenina reaguje a peroxidem vodíku za vzniku peroxidů rhenia, z nichž každý přenáší atom kyslíku na atom síry thiofenu a jeho derivátů. Úplná oxidace na sulfon probíhá pomocí jeho sulfoxidového meziproduktu.[6]
Odsíření thiofenu houbovitým niklem poskytuje butan. Ve spojení s jednoduchou 2,5-difunkcionalizací thiofenu poskytuje odsíření cestu k 1,4-disubstituovaným butanům.
Polymer vytvořený spojením thiofenu přes jeho 2 a 5 polohy se nazývá polythiofen. Polymerace se provádí oxidací pomocí elektrochemických metod (elektropolymerace) nebo za pomocí elektronových činidel.
Polythiofen sám o sobě má špatné zpracovatelské vlastnosti, což vede k tomu, že je málo zkoumán. Užitečnější jsou polymery odvozené z thiofenů substituovaných na pozicích 3 a 4, jako je například ethylendioxythiofen. Polythiofeny se při částečné oxidaci stávají elektricky vodivými, což znamená, že získávají některé z charakteristik, které jsou typicky pozorované v kovech.
![Thieno[3,2-b]thiofen](/mt/?noimg=&dark=on&url=https%3a%2f%2fcs.wikipedia.org%2fwiki%2fSoubor%3aThienothiophene251-41-2.png)
Thiofeny jsou důležité heterocyklické sloučeniny, které jsou používány jako stavební jednotky v mnoha léčivech a agrochemikáliích. Jsou také používány jako látky pro snížení pravděpodobnosti koroze kovů.
V tomto článku byl použitpřeklad textu z článkuThiophene na anglické Wikipedii.
Obrázky, zvuky či videa k tématuThiofen na Wikimedia Commons