Thioharnstoff
chemische Verbindung
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Thioharnstoff ist ein Derivat des Harnstoffs, dessen Sauerstoffatom durch ein Schwefelatom ersetzt ist.
| Strukturformel | ||||||||||||||||
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| Allgemeines | ||||||||||||||||
| Name | Thioharnstoff | |||||||||||||||
| Andere Namen |
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| Summenformel | CH4N2S | |||||||||||||||
| Kurzbeschreibung |
weißer geruchloser Feststoff[1] | |||||||||||||||
| Externe Identifikatoren/Datenbanken | ||||||||||||||||
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| Eigenschaften | ||||||||||||||||
| Molare Masse | 76,12 g·mol−1 | |||||||||||||||
| Aggregatzustand |
fest[1] | |||||||||||||||
| Dichte |
1,41 g·cm−3 bei 20 °C[1] | |||||||||||||||
| Schmelzpunkt | ||||||||||||||||
| Siedepunkt |
Zersetzung[1] | |||||||||||||||
| Löslichkeit |
137 g·l−1 bei 20 °C[1] | |||||||||||||||
| Sicherheitshinweise | ||||||||||||||||
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| MAK |
nicht festgelegt[1] | |||||||||||||||
| Toxikologische Daten | ||||||||||||||||
| Thermodynamische Eigenschaften | ||||||||||||||||
| ΔHf0 |
−89,1 kJ/mol[3] | |||||||||||||||
| Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen (0 °C, 1000 hPa). | ||||||||||||||||
Geschichte
Gewinnung und Darstellung
Thioharnstoff kann aus Ammoniumthiocyanat gewonnen werden, wobei die Auftrennung von Produkt und Edukt in der Gleichgewichtsreaktion schwierig ist.[6]
Die technische Synthese erfolgt durch das Einleiten von Schwefelwasserstoff und Kohlendioxid in eine wässrige Suspension von Calciumcyanamid.[6]
Eigenschaften
Physikalische Eigenschaften
Thioharnstoff bildet farblose und geruchlose Kristalle. Die Verbindung zeigt keinen scharfen Schmelzpunkt, da ab 153 °C eine Umlagerung zum Ammoniumthiocyanat erfolgt.[6] Die Literatur gibt Schmelzpunkte zwischen 167 °C und 182 °C an.[6] Thioharnstoff hat bei Raumtemperatur eine orthorhombische Kristallstruktur mit Raumgruppe Pnma (Raumgruppen-Nr. 62).[7] Das Kohlenstoff- und das Schwefelatom liegen auf einer Spiegelebene, sodass das Molekül die Punktgruppensymmetrie CS besitzt. Es ist beinahe planar und die Symmetrie somit näherungsweise C2v. Beim Abkühlen des Kristalls[8] oder bei hohem Druck[9] entstehen durch Fest-fest-Phasenübergänge Kristallstrukturen mit anderer Symmetrie.
Chemische Eigenschaften
Thioharnstoff ist eine organische Verbindung und ein Komplexbildner. Er tritt in zwei tautomeren Formen auf. In wässrigen Lösungen dominiert die Thionform (links):
Verwendung
Im Jahr 1993 betrug die weltweite jährliche Produktion 10.000 Tonnen.[10] Als reine Verbindung wird Thioharnstoff hauptsächlich (25 % der Produktion) zur Extraktion von Metallen wie Gold und Silber aus Erzen eingesetzt. Außerdem wird er als Hilfsstoff in Diazo-Papier (16 % der Produktion) und als Katalysator zur Isomerisierung von Maleinsäure in Fumarsäure verwendet (12 % der Produktion). Als Reaktant dient Thioharnstoff vor allem zur Herstellung von Thioharnstoffdioxid (27,5 % der Produktion.[11]). Weitere wichtige Anwendungen sind:
- Als Glanzzusatz in galvanischen Bädern[12]
- In der Analytik zum Nachweis von Bismut (Gelbfärbung in salpetersaurer Lösung)[13]
- Additiv in Sprengstoffen (Sprengschlamm)[10]
- Metallveredelung (Kupferveredelung)[10]
- Metallreinigung (Silberreinigung)[10]
- Modifikation von Harzen[10]
- Herstellung von Hilfsstoffen für die Textil- und Farbenindustrie[10]
- Herstellung von chemischen Zwischenstufen[10]
- Umsetzen zu Thiobarbituraten (Barbiturate, Arzneimittel wie etwa Thiopental) mittels Diethylmalonsäureesterderivate
- Trennung von n-Alkanen und iso-Alkanen in der Harnstoff-Extraktiv-Kristallisation[14]
Biologische Bedeutung
Thioharnstoff kann die Enzyme Tyrosinase und Urease hemmen.
Sicherheitshinweise
Thioharnstoff ist als krebserregend, Kategorie 2 (Verdacht auf karzinogene Wirkung beim Menschen) und reproduktionstoxisch, Kategorie 2 (Kann vermutlich das Kind im Mutterleib schädigen) eingestuft.[1] Er kann nur sehr schwer mit normalen Abwasserreinigungsmethoden aus Abwässern entfernt werden.
