中间体噻吩生产及市场应用

　　1、概述噻吩，又名硫杂环戌二烯、硫代呋喃和硫杂茂.为无色低粘度液体，微有苯的气味。凝固点-38.3~C，沸点84.16℃(101.3kPa)，闪点一6.7℃，比重(d )1.0583.牯度0.621mPa·S，几乎不溶于水，能与多种有机溶剂混溶。不容易发生水解、聚台反应，比苯更易发生取代反应。国内晶质量参考指标见表1，国外产品质量参考指标见表2。表1国内噻吩主要质量指标表2国外产品质量参考指标注：生产厂为英国合成化学公司噻吩是重要的有机化工原料，常用作有机合成试剂并广泛应用于合成染料、医药、农药、高分子助剂等噻吩在医药工业上主要用于合成噻乙吡啶、噻吩二胺、先锋霉素等，还可用于彩色皎片制造及特技摄影，某些衍生物配合适当的萃取剂可用于分离镎、钚、镅、锔、铀等金属。噻吩的衍生物有a位即2、5世和p位(即3、4位)两种，a位较13位衍生物数量大、品种多，但B位衍生物价格昂贵，甚至可达1000万元／吨。 2、噻吩的生产方法(1)煤焦油粗苯分离法xx噻吩主要存在于褐煤、泥煤、页岩或某些原油、煤焦油、煤气、工业苯中，我国早期噻吩生产厂家主要利用粗苯冼涤产生的废酸作原料.经水解、精馏，然后用固体氢氧化钠脱水，再精制得到90%-95%的噻吩。从煤焦油分离而得到的粗苯中约含噻吩1%，利用噻吩易溶于硫酸生成噻吩硫酸的特点，用98%的硫酸对粗苯进行洗涤，再对台噻吩的废酸进行分离精制得到噻吩。主要工艺流程如图1。m·l_∞L—脚÷L—一_L—.J_慵L—.|图1粗苯分离噻吩工艺流程图从煤焦油粗苯分离噻吩的方法具有原料易得、充分利用副产品提高附加值的优点。但由于生产过程中维普资讯http://www.cqvip.com2005年4月噻吩生产及市场应用·15· 使用硫酸，设备腐蚀严重，环保问题较大，而且产品质量较差，纯度较低，难以满足制药等行业要求，此法已逐渐被化学合成法所取代。国内原用此法生产噻吩的厂家如鞍钢化工总厂、上海焦化厂等都已停止了生产。(2)化学合成法噻吩的化学合成方法主要有四种：(~)Socony—Vacuum法(Mobil oil)法C4H10 + 4S = s + H：2S将丁烷与硫磺在高温(600~C)、无催化剂的条件下连续反应。按丁烷计算，收率约为4o%，同时产生大体同量的有强烈臭味的噻吩焦油。由于该法存在收率低、腐蚀性强、污染大、噻吩焦油处理困难等缺点，国外在50年代就已淘汰该法。②呋喃与硫化氢法0 + H2S s + H20.呋喃与硫化氢在300～400~C条件下，用杂多酸处理过的金属氧化物做催化剂进xx相反应得到噻吩。该法产品质量好、收率高、催化剂寿命长且不需再生。如用甲基呋喃作原料，可得到甲基噻吩，如用四氢呋喃作原料，可得到四氢噻吩。缺点是原料成本较高，生产场地需有硫化氢资源。③C。化合物与二硫化碳法C4Hs + CS2 s + CH4用丁烯一1、丁二烯、正丁醇、丁烯醛作C源，用碱处理过的金属氧化物做催化剂，与二硫化碳在高温下反应、闭环。用二硫化碳作硫源，反应后生成甲烷或二氧化碳。为了除去附着在催化剂表面的碳，需要定期再生。此法若用碳原子多的化合物作原料，能制取2一和3一烷基取代的噻吩。④丁烷与硫磺的连续气相催化法该法是将丁烷与硫磺在500-600~C高温下，在金属氧化物催化剂上进行连续反应的方法。催化剂使丁烷脱氢，产生的氢与硫磺进行放热反应，生成硫化氢。这种放热反应发生后就不需要在外部加热，而且可显著降低反应器的腐蚀程度。硫化氢与新的丁烷反应，以高收率生成噻吩。催化剂在空气中定期再生。此法解决了无催化剂的Socony—Vacuum法的收率低、有腐蚀性、生成噻吩焦油等缺点。实验室制备噻吩采用琥珀酸钠与五硫化二磷或三硫化二磷进行反应，反应式如下：CH2——CH2COI O Na COI ONa+0P.S10=0 +P其它P4o10+ 3、噻吩的应用由于噻吩有两个活泼的反应位置(2位和5位)，因此它是合成酚醛塑料和树脂的重要中间体。噻吩本身就是很好的脱蜡剂和油漆清洗剂。噻吩的衍生物具有多种药理活性。噻吩偶氮染料品种繁多，性能优异。噻吩的磺酰脲类衍生物是超高效、低毒的新型除草剂。其他衍生物还可作为杀虫剂、xx剂、动植物生长促进剂等。另外，噻吩的一些衍生物还是有机半导体的组成成分。总之，噻吩及其衍生物在xx工业、染料工业、农药工业、树脂工业、化学工业等方面均有十分重要的地位。(1)合成2一噻吩乙酸2一噻吩乙酸是噻吩衍生物中最重要的一种，约占噻吩衍生物总量的三分之一左右，与氯化亚砜发生酰氯化反应制得2一噻吩乙酰氯。2一噻吩乙酸和2一噻吩乙酰氯是生产xx素类xx先锋霉素的中间体，。噻吩在85%磷酸中用乙酐乙酰化得到2一乙酰噻吩。2一乙酰噻吩、95%乙醇和氨水在140~C、1.4MPa下转位生成2一噻吩乙酰胺，然后加盐酸在80-90~C水解1.5小时，经精制而得到2一噻吩乙酸。(2)合成2一噻吩醛2一噻吩醛又名2一噻吩甲醛，用来在有机化合物中引入噻吩基团，例如，将噻吩基团弓l入二甲基四氢嘧啶，所得产物与双羟萘酸成盐即制得广谱驱虫药噻嘧啶。2一噻吩醛是用噻吩与二甲基甲酰胺在三氯氧磷存在下缩合，经水解、中和、精制而得。将噻吩和二甲基甲酰胺加入反应锅中，在15℃以下缓缓加入三氯氧磷，逐渐升温至80～90℃，保温3小时后，冷却至30℃，加入冰水水解，再经30%氢氧化钠中和，静置分层，水层用xxxx提取，提取液经洗涤脱水、回收溶剂、减压蒸馏，得到产品。(3)合成四氢噻吩四氢噻吩添加于燃料中可提高燃气使用安全性，还可用于医药、照相材料的合成。四氢噻吩经典的合成方法是用噻吩在催化剂存在下加氢还原而得。但由于噻吩价格昂贵，四氢噻吩生产成本较高，因此近年来采用四氢呋喃为原料，在维普资讯http://www.cqvip.com16· 中问体噻吩生产及市场应用2005年第4期杂多酸催化剂存在下吩。以硫化氢直接硫代生成四氢噻表3国外噻吩及其衍生物的主要生产厂家(4)合成2一氯甲基噻吩2一氯甲基噻吩用于有机合成原料。由噻吩经氯甲基化而得。将40%甲醛、浓盐酸加入反应器内，搅拌冷却至一5℃，加人噻吩，在冷却及强烈搅拌下通入干燥的氯化氢，直至尾气有明显的氯化氢溢出，分出所得的有机层，用无水硫酸钠干燥，滤去干燥剂后减压蒸馏，收集78—82'E(2.4 kPa)馏分，得2一氯甲基噻吩：(5)合成2一溴噻吩由噻吩嗅化而得将噻吩溶于乙酸中，在10T下将溴的冰醋酸溶液加人，再向反应混合物加水，析出油状液体，用乙醚萃取，向萃取液加碳酸钾除去乙酸，干燥，蒸去乙醚，再进行减压蒸馏，收集42～46℃(1 7kPa)馏分，即得2一溴噻吩成品。该品主要用于合成噻吩乙醇、l一2一溴-5一噻吩基甲基一2一硝基亚氨基眯唑烷、噻吩乙腈肟类磷酸酯等精细化学品(6)合成四氯噻吩四氯噻吩是一种农药产品，可作为杀线虫剂、熏蒸剂、杀虫剂，用于防治烟草及蔬菜等作物上的根增线虫、异皮线虫及土壤害虫。四氯噻吩还是合成高效、低毒、与环境相容性好的含噻吩基吡咯类杀虫剂的关键中间体。四氯噻吩以噻吩为原料采用催化氯化法制得在搅拌下向噻吩溶液中通人氯气，随后升温到50并用水潜恒温8.5h.在通人较强的氯气，用xxxx稀释并加入三氯化铁反应3h过滤反应液，经真空蒸馏得到四氯噻吩。(7)合成其他衍生物以噻吩为起始原科还可以合成2一噻吩乙腈，用于抗血、板xx噻氯吡啶的合成噻吩的其他衍生物还有2一噻吩乙胺、2一噻吩乙醇、3一甲基噻吩、3一燠噻吩、噻吩一2，5一二羧酸等，都是医药合成的关键中间体。 4、市场情况(I)国外情况据不xx统计，全世界每年生产消费噻吩及其衍生物约3000余吨，其中用量{zd0}的是2一噻吩乙酸，每年约需1000余吨，其次是2一氯甲基噻吩、2一乙酰噻吩、2一噻吩醛消费的主要领域有医药合成、农药台、染料合成，B位噻吩衍生物还用于香料的台成国外生产噻吩及其衍生物的主要厂家见表3。国家生产厂家L NCASTER SYNTHESIS LTD荷兰ATOFINA ROTTEPd3 AIM B V(2)国内市场及应用情况目前国内噻吩的需求主要集中在医药中间体的生产上。由于噻吩类医药中间体的市场主要在国外，国内的医药中间体生产企业要根据国外的订单生产，因此对噻吩的需求有所波动。每年的总需求量在600～700吨左右，年增长率约为10%，预计2005年总需求量可达到800-900吨。国内噻吩在医药中间体制造领域所占的份额在95%以上，而在染料及农药工业上占约为3%4%，其他领域占1%-2%。由于我国噻吩主要用于医药行业，因此对噻吩纯度要求比较高，一般应达到99%以上，以前国内无法达到这一要求，长期依赖进口，价格昂贵，{zg}时价格达到25万元／吨以上。据有关资料报道国内已有一噻吩生产厂家开发出了以碳四为原料的化学合成法，生产规模为300t／a，产品质量已达到99%以上，打破了高品质噻吩长期依赖进口的局面，也降低了噻吩的价格，目前国产噻吩价格约为8万t／a，进口价格为9～l0万。价格的下降有利于噻吩在其它领域的大量应用。总之，随着国际由间体生产基地向亚洲转移以及噻吩及其衍生物的应用领域的不断扩大，中国对噻吩的需求还会不断地增长，国内噻吩市场仍将面临产不足需的局面。 5、结论及建议._以噻吩为原料的噻吩衍生物品种繁多，价格昂贵，广泛应用在医药合成等领域。但我国在这领域还刚刚起步，有些品种还属空白，还没有产量规模化、品种系列化的厂家。建议国内有关厂家发挥各自优势，联合起来，共同打造中国的民族噻吩工业。ii.鉴于国内噻吩市场尚存在产不足需的问题，建议有条件的厂家可利用先进技术新建或扩大生产规模，新厂以300"500吨规模为宜，确保通过规模来提高竞争能力。加大噻吩生产及其衍生物开发的科技投入，解决生产过程中的污染问题，开发噻吩衍生物新品种及新用途，力争使我国噻吩行业尽快达到世界水平