Thioharnstoff

Strukturformel
Allgemeines
Name	Thioharnstoff
Andere Namen	Thiocarbamid Sulfoharnstoff Sulfocarbamid Thiourea TH
Summenformel	CH4N2S
Kurzbeschreibung	weißer geruchloser Feststoff[1]
Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer 62-56-6 EG-Nummer 200-543-5 ECHA-InfoCard 100.000.494 PubChem 2723790 Wikidata Q528995
Eigenschaften
Molare Masse	76,12 g·mol−1
Aggregatzustand	fest[1]
Dichte	1,41 g·cm−3 bei 20 °C[1]
Schmelzpunkt	176–178 °C[1]
Siedepunkt	Zersetzung[1]
Löslichkeit	137 g·l−1 bei 20 °C[1]
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung aus Verordnung (EG) Nr. 1272/2008 (CLP),[2] ggf. erweitert[1] Gefahr H- und P-Sätze H: 302​‐​351​‐​361d​‐​411 P: 201​‐​280​‐​301+310​‐​304+340​‐​310​‐​273[1]
MAK	nicht festgelegt[1]
Toxikologische Daten	125 mg·kg−1 (LD50, Ratte, oral)[1]
Thermodynamische Eigenschaften
ΔHf0	−89,1 kJ/mol[3]
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

Thioharnstoff ist ein Derivat des Harnstoffs, dessen Sauerstoffatom durch ein Schwefelatom ersetzt ist.

Gewinnung und Darstellung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Thioharnstoff kann aus Ammoniumthiocyanat gewonnen werden, wobei die Auftrennung von Produkt und Edukt in der Gleichgewichtsreaktion schwierig ist.^[4]

Die technische Synthese erfolgt durch das Einleiten von Schwefelwasserstoff und Kohlendioxid in eine wässrige Suspension von Calciumcyanamid.^[4]

${\displaystyle \mathrm {CaCN_{2}+3\,H_{2}S\rightarrow Ca(SH)_{2}+(NH_{2})_{2}CS} }$

${\displaystyle \mathrm {2\,CaCN_{2}+Ca(SH)_{2}+6\,H_{2}O\rightarrow 2\,(NH_{2})_{2}CS+3\,Ca(OH)_{2}} }$

${\displaystyle \mathrm {Ca(OH)_{2}+CO_{2}\rightarrow CaCO_{3}+H_{2}O} }$

Eigenschaften[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Physikalische Eigenschaften[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Thioharnstoff bildet farblose und geruchlose Kristalle. Die Verbindung zeigt keinen scharfen Schmelzpunkt, da ab 153 °C eine Umlagerung zum Ammoniumthiocyanat erfolgt.^[4] Die Literatur gibt Schmelzpunkte zwischen 167 °C und 182 °C an.^[4] Thioharnstoff hat bei Raumtemperatur eine orthorhombische Kristallstruktur mit Raumgruppe Pnma (Raumgruppen-Nr. 62)Vorlage:Raumgruppe/62.^[5] Das Kohlenstoff- und das Schwefelatom liegen auf einer Spiegelebene, sodass das Molekül die Punktgruppensymmetrie C_S besitzt. Es ist beinahe planar und die Symmetrie somit näherungsweise C_2v. Beim Abkühlen des Kristalls^[6] oder bei hohem Druck^[7] entstehen durch Fest-fest-Phasenübergänge Kristallstrukturen mit anderer Symmetrie.

Chemische Eigenschaften[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Thioharnstoff ist eine organische Verbindung und ein Komplexbildner. Er tritt in zwei tautomeren Formen auf. In wässrigen Lösungen dominiert die Thionform:

Verwendung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Im Jahr 1993 betrug die weltweite jährliche Produktion 10.000 Tonnen.^[8] 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.^[9]) Weitere wichtige Anwendungen sind:

• Als Glanzzusatz in galvanischen Bädern^[10]
• In der Analytik zum Nachweis von Bismut (Gelbfärbung in salpetersaurer Lösung)^[11]
• Additiv in Sprengstoffen (Sprengschlamm)^[8]
• Metallveredelung (Kupferveredelung)^[8]
• Metallreinigung (Silberreinigung)^[8]
• Modifikation von Harzen^[8]
• Herstellung von Hilfsstoffen für die Textil- und Farbenindustrie^[8]
• Herstellung von chemischen Zwischenstufen^[8]
• Umsetzen zu Thiobarbituraten (Barbiturate, Arzneimittel wie etwa Thiopental) mittels Diethylmalonsäureesterderivate
• Trennung von n-Alkanen und iso-Alkanen in der Harnstoff-Extraktiv-Kristallisation^[12]

Biologische Bedeutung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Thioharnstoff kann die Enzyme Tyrosinase und Urease hemmen.

Sicherheitshinweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

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.

Abgeleitete Verbindungen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

• Thioharnstoffdioxid
• Thioharnstoffnitrat (CH₅N₃O₃S)
• Propylen-thioharnstoff
• Thioharnstoff-Chelat
• Propylthiouracil

Siehe auch[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

• Selenoharnstoff

Weblinks[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Commons: Thiourea – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

1. ↑ ^{a b c d e f g h i j k} Eintrag zu Thioharnstoff in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 3. Januar 2023. (JavaScript erforderlich)
2. ↑ Eintrag zu Thioharnstoff im Classification and Labelling Inventory der Europäischen Chemikalienagentur (ECHA), abgerufen am 1. Februar 2016. Hersteller bzw. Inverkehrbringer können die harmonisierte Einstufung und Kennzeichnung erweitern.
3. ↑ David R. Lide (Hrsg.): CRC Handbook of Chemistry and Physics. 90. Auflage. (Internet-Version: 2010), CRC Press / Taylor and Francis, Boca Raton FL, Standard Thermodynamic Properties of Chemical Substances, S. 5-20.
4. ↑ ^{a b c d} Mertschenk, B.; Knott, A.; Bauer, W.: Thiourea and Thiourea Derivatives, in: Ullmanns Enzyklopädie der Technischen Chemie, Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim 2013; doi:10.1002/14356007.a26_803.pub3.
5. ↑ M. R. Truter: Comparison of photographic and counter observations for the X-ray crystal structure analysis of thiourea. In: Acta Crystallographica. Band 22, Nr. 4, 1967, S. 556–559, doi:10.1107/S0365110X67001124. 
6. ↑ I. Takahashi, A. Onodera, Y. Shiozaki: Structural changes of thiourea in connection with its phase transitions: reappraisal of rigidity and libration of the molecule. In: Acta Crystallographica Section B. Band 46, Nr. 5, 1990, S. 661–664, doi:10.1107/S0108768190006012. 
7. ↑ T. Asahi, K. Hasebe, A. Onodera: Crystal Structure of the High Pressure Phase VI of Thiourea. In: Journal of the Physical Society of Japan. Band 69, 2000, S. 2895–2899, doi:10.1143/JPSJ.69.2895. 
8. ↑ ^{a b c d e f g} Concise International Chemical Assessment Document (CICAD) für Thiourea, abgerufen am 9. Dezember 2014.
9. ↑ Herwig Hulpke, Herbert A. Koch, Reinhard Nießner: RÖMPP Lexikon Umwelt, 2. Auflage, 2000. Georg Thieme Verlag, 2014, ISBN 3-13-179342-2, S. 795 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche). 
10. ↑ Ullmanns Enzyklopädie: Ullmanns Enzyklopädie der technischen Chemie, Wiley Verlag.
11. ↑ Jander/Blasius: Lehrbuch der analytischen und präparativen anorganischen Chemie, S. Hirzel-Verlag Stuttgart, 1985.
12. ↑ Friedrich Asinger: Chemie und Technologie der Paraffinkohlenwasserstoffe. Akademie Verlag, 1956, S. 53–59.