一、基础标识信息

• 中文名称：环丁砜；别名包括四氢噻吩 - 1,1 - 二氧化物、噻吩烷砜。

• 英文名称：Sulfolane；Tetrahydrothiophene 1,1-dioxide；Thiolane 1,1-dioxide。

• 分子组成与结构：化学式为$C_4{H}_8{O}_{2}S$，含 4 个碳原子、8 个氢原子、2 个氧原子、1 个硫原子，分子量为 120.17（计算依据：C=12.01、H=1.008、O=16.00、S=32.07）；空间构象为稳定的椅式，强极性砜基是其核心结构特征。

• 安全与登记信息：CAS 号为 126-33-0，EINECS 号为 204-783-1，RTECS 号为 XN0700000。

二、核心理化性质

环丁砜的理化性质与其 “六元杂环 + 强极性砜基” 结构高度关联，尤其高稳定性、强溶解性、高沸点等特征，直接适配工业级应用需求：

• 外观与状态：常温（25℃）下为无色透明液体，低温（＜28.4℃）时呈白色结晶固体，无明显气味（或极淡溶剂味），气味阈值高（＞100 mg/m³），无刺激性气味污染。

• 熔沸点与挥发性：熔点约 28.4℃（冬季易凝固，加热至 30-40℃可恢复液态），常压下沸点高达 285℃（高沸点特性使其常温下几乎无挥发，减少溶剂损耗与蒸汽污染）；减压（1.33 kPa）时沸点降至 154℃，适合热敏性物质提纯。

• 密度与黏度：20℃时密度为 1.261-1.265 g/cm³（显著大于水，因砜基强极性导致分子堆积紧密）；30℃（液态）时黏度为 10.2-10.5 mPa・s，加热至 50℃后黏度降至 5 mPa・s 以下，易通过管道输送与搅拌混合。

• 溶解性：属于强极性溶剂，溶解范围极广 —— 与水完全混溶（无溶解度上限，砜基与水分子形成强氢键），可与乙醇、丙酮、苯、甲苯等多数有机物完全混溶，对极性有机物（醇、酮、酯）与芳烃溶解度极高；还能少量溶解氯化钠、氯化铜等无机盐，适配络合反应场景。

• 燃爆性与稳定性：闭杯闪点为 166℃（属于不易燃液体，常温下蒸气压极低，25℃时仅≈0.0001 kPa，蒸汽难以形成爆炸性混合物）；燃烧时释放二氧化碳、水及少量二氧化硫，无剧毒产物。化学稳定性极强，250℃以下长期加热无分解，仅在＞300℃时缓慢分解；对强酸（盐酸、硫酸）、强碱（氢氧化钠）及氧化剂（过氧化氢）均稳定，仅在浓硝酸、发烟硫酸等强氧化性酸中，高温（＞200℃）可能发生开环。

• 极性参数：20℃时折射率为 1.4820-1.4840，介电常数为 43.3（远高于乙醇的 24.3、丙酮的 20.7），属于强极性溶剂，可溶解多数极性有机物与离子型化合物。

三、主流制备工艺（工业级）

工业上环丁砜的制备以四氢噻吩氧化法为主（全球 95% 以上企业采用），工艺简单、收率高（≥98%）且无污染，具体流程如下：

1. 原料与反应原理：以四氢噻吩（THT，CAS：110-01-0）为原料，在氧化剂（优先选用 30%-50% 过氧化氢，副产物仅为水；或低成本空气，需高温高压）与催化剂（乙酸、丙酸等有机酸，或乙酸钴、乙酸锰等过渡金属盐，加速氧化反应）作用下，四氢噻吩中的硫原子被氧化为砜基（-SO₂-），生成环丁砜，主反应式为$C_4{H}_{8}S+2H_2{O}_2\to C_4{H}_8{O}_{2}S+2H_{2}O$。

2. 关键工艺步骤：在 80-120℃、0.1-0.3 MPa 条件下反应 4-6 小时，通过气相色谱检测反应终点（四氢噻吩残留＜0.5%）；反应后经水洗去除未反应的过氧化氢与催化剂，再通过常压精馏（收集 283-285℃馏分）或减压精馏提纯，得到纯度≥99.5% 的工业级环丁砜；若需电子级产品（纯度≥99.99%），需额外进行分子筛脱水（水分＜10 ppm）与离子交换除杂（金属杂质＜1 ppm）。

四、核心应用场景

环丁砜的应用集中于工业领域，凭借强溶解性与高稳定性，在多个场景中发挥不可替代作用：

1. 石油化工领域（占比≈60%）：

• 天然气 / 液化气脱硫：作为脱硫溶剂，可高效吸收天然气、液化气中的硫化氢（H₂S）与有机硫（如硫醇、噻吩），吸收容量是传统溶剂（如乙醇胺）的 2-3 倍，且溶剂再生温度低（120-150℃），能耗低；脱硫后天然气中硫含量可降至＜1 mg/m³，符合环保标准。

• 芳烃萃取分离：用于石油炼制中 “芳烃与非芳烃分离”（如从石脑油裂解产物中提取苯、甲苯、二甲苯），环丁砜对芳烃的选择性高，萃取后芳烃纯度可达 99.9% 以上，且溶剂损耗低（＜0.1%/ 循环），适配大规模连续生产。

2. 高分子与精细化工领域（占比≈25%）：

• 反应介质：作为 100-200℃高温反应的溶剂，适配聚酰亚胺、聚苯硫醚等高分子材料的聚合反应，及医药中间体的缩合反应；强溶解性可溶解单体与聚合物，提升反应均匀性，使产物分子量分布更窄（分散度＜1.5）。

• 高分子溶剂与染料溶剂：用于溶解聚酰亚胺薄膜、芳纶纤维等耐高温高分子材料，制备涂层液（高沸点避免溶剂快速挥发导致的膜层缺陷）；还可溶解分散染料、活性染料中间体，促进反应进行，提升染料色泽鲜艳度与牢度。

3. 电子与新能源领域（占比≈10%）：

• 锂电池电解液溶剂：高纯度环丁砜（水分＜10 ppm，金属杂质＜1 ppm）与碳酸酯类溶剂复配，可提升电解液离子导电性（≈10 mS/cm，是纯碳酸酯的 1.5 倍）与高温稳定性（80℃不分解），抑制锂枝晶生长，延长电池循环寿命（循环 1000 次后容量保持率提升 20%-30%）。

• 电子级清洗剂：用于半导体芯片、液晶面板清洗，可溶解光刻胶残留与油脂杂质，无腐蚀性（不损伤硅片、玻璃基板），清洗后可通过减压蒸馏回收，适配高洁净度要求。

4. 其他领域（占比≈5%）：作为医药中间体（抗生素、抗癌药物）与农药（磺酰脲类除草剂）的合成溶剂，提升反应选择性与产物纯度，且溶剂易与产物分离，降低纯化难度。