Тетрагидрофуран

редактировать
Тетрагидрофуран
Формула скелета тетрагидрофурана Шаровая модель молекулы тетрагидрофурана
Фотография стеклянной бутылки с тетрагидрофураном
Имена
Предпочтительное название IUPAC Оксолан
Систематическое название IUPAC 1,4-эпоксибутан. Оксациклопентан
Другие названия Тетрагидрофуран. THF. Бутиленоксид. Циклотетраметиленоксид. Диэтиленоксид. Тетраметиленоксид
Идентификаторы
Номер CAS
3D-модель (JSmol )
СокращенияTHF
ChEBI
ChEMBL
  • ChEMBL276521
ChemSpider
ECHA InfoCard 100.003.389 Измените это в Викиданных
PubChem CID
номер RTECS
  • LU5950000
UNII
CompTox Dashboard (EPA )
InChI
УЛЫБКИ
Свойства
Химическая формула C4H8O
Молярная масса 72,107 г · моль
Внешний видБесцветная жидкость
Запах Эфироподобный
Плотность 0,8876 г / см при 20 ° C, жидкость
Температура плавления -108,4 ° C (-163,1 ° F; 164,8 K)
Температура кипения 66 ° C (151 ° F; 339 K)
Растворимость в воде Смешиваемость
Давление пара 132 мм рт.ст. (20 ° C)
Показатель преломления (nD)1,4073 (20 ° C)
Вязкость 0,48 сП при 25 ° C
Структура
Молекулярная форма Огибающая
Дипольный момент 1,63 D (газ)
Опасности
Паспорт безопасности См.: страница данных
Пиктограммы GHS GHS02: Легковоспламеняющийся GHS07: Вредно GHS08: Опасно для здоровья
Сигнальное слово GHS Опасно
Краткая характеристика опасности GHS H225, H302, H319, H335, H351
Меры предосторожности GHS P210, P280, P301 + 312 + 330, P305 + 351 + 338, P370 + 378, P403 + 235
NFPA 704 (огненный алмаз)NFPA 704 четырехцветный алмаз 3 2 1
Температура вспышки −14 ° C (7 ° F; 259 K)
Пределы взрываемости 2–11,8%
Летальная доза или концентрация ( LD, LC):
LD50(средняя доза )
  • 1650 мг / кг (крыса, перорально)
  • 2300 мг / кг (мышь, перорально)
  • 2300 мг / кг (морская свинка, перорально)
LC50(средняя концентрация )21000 частей на миллион (крыса, 3 часа)
NIOSH (США он все пределы воздействия):
PEL (допустимо)TWA 200 ppm (590 мг / м)
REL (рекомендуется)TWA 200 ppm (590 мг / м) ST 250 частей на миллион (735 мг / м)
IDLH (Непосредственная опасность)2000 частей на миллион
Родственные гетероциклы Фуран. Пирролидин. Диоксан
Родственные соединенияДиэтиловый эфир
Страница дополнительных данных
Структура и. свойства Показатель преломления (n),. Диэлектрическая проницаемость (εr) и т. Д.
Термодинамика. данныеФазовое поведение. твердое тело – жидкость – газ
Спектральные данные UV, IR, ЯМР, MS
Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
☒ N (что такое ?)
Ссылки в ink

Тетрагидрофуран (THF ), или оксолан, представляет собой органическое соединение с формулой (CH 2)4O. Соединение классифицируется как гетероциклическое соединение, в частности циклический простой эфир. Это бесцветная смешивающаяся с водой органическая жидкость с низкой вязкостью. В основном он используется в качестве предшественника полимеров. Будучи полярным и имеющим широкий диапазон жидкостей, ТГФ является универсальным растворителем.

Содержание
  • 1 Производство
    • 1.1 Другие методы
  • 2 Области применения
    • 2.1 Полимеризация
    • 2.2 В качестве растворителя
      • 2.2.1 Лабораторное использование
  • 3 Реакции
  • 4 Меры предосторожности
  • 5 Оксоланы
  • 6 См. Также
  • 7 Ссылки
  • 8 Общие ссылки
  • 9 Внешнее ссылки
Производство

Ежегодно производится около 200 000 тонн тетрагидрофурана. Наиболее широко используемый промышленный процесс включает катализируемую кислотой дегидратацию 1,4-бутандиола. Ashland / ISP - один из крупнейших производителей этого химического маршрута. Способ аналогичен производству диэтилового эфира из этанола. Бутандиол получают в результате конденсации ацетилена с формальдегидом с последующим гидрированием. DuPont разработала способ получения ТГФ окислением н-бутана до неочищенного малеинового ангидрида с последующим каталитическим гидрированием. Третий крупный промышленный способ включает гидроформилирование аллилового спирта с последующим гидрированием до 1,4-бутандиола.

Другие методы

ТГФ также могут быть синтезированы каталитическим гидрированием фурана. Это позволяет преобразовать определенные сахара в ТГФ посредством кислотно-катализируемого переваривания в фурфурол и декарбонилирования в фуран, хотя этот метод не получил широкого распространения. Таким образом, ТГФ получают из возобновляемых источников.

Области применения

Полимеризация

В присутствии сильных кислот ТГФ превращается в линейный полимер, называемый поли (тетраметиленэфир) гликоль (ПТМЭГ), также известный как политетраметиленоксид (ПТМО):

n C 4H8O → - (CH 2CH2CH2CH2O)n−

Этот полимер в основном используется для производства эластомерного полиуретана волокна, такие как спандекс.

В качестве растворителя

Другое основное применение ТГФ - в качестве промышленного растворителя поливинилхлорида (ПВХ) и лаков. Это апротонный растворитель с диэлектрической проницаемостью 7,6. Это умеренно полярный растворитель, способный растворять широкий спектр неполярных и полярных химических веществ. ТГФ смешивается с водой и может образовывать твердые клатрат-гидратные структуры с водой при низких температурах.

ТГФ был исследован в качестве смешивающегося сорастворителя в водном растворе для облегчения разжижения и делигнификация растений лигноцеллюлозной биомассы для производства n возобновляемых химических веществ платформы и сахаров в качестве потенциальных прекурсоров биотоплива. Водный ТГФ усиливает гидролиз гликанов из биомассы и растворяет большую часть лигнина биомассы, что делает его подходящим растворителем для предварительной обработки биомассы.

THF часто используется в науке о полимерах. Например, его можно использовать для растворения полимеров перед определением их молекулярной массы с помощью гель-проникающей хроматографии. ТГФ также растворяет ПВХ, поэтому он является основным ингредиентом клеев ПВХ. Его можно использовать для разжижения старого ПВХ-цемента и часто используют в промышленности для обезжиривания металлических деталей.

THF используется в качестве компонента подвижных фаз для обращенно-фазовой жидкостной хроматографии. Он обладает большей силой элюирования, чем метанол или ацетонитрил, но используется реже, чем эти растворители.

THF используется в качестве растворителя в 3D-печати при использовании пластиков PLA. Его можно использовать для очистки засоренных деталей 3D-принтера, а также при отделке отпечатков для удаления линий экструдера и придания блеска готовому продукту. В последнее время ТГФ используется в качестве сорастворителя для литий-металлических батарей, помогая стабилизировать металлический анод.

Использование в лаборатории

В лаборатории THF является популярным растворителем, когда его смешиваемость с водой не является проблемой. Он более основной, чем диэтиловый эфир, и образует более сильные комплексы с Li, Mg и боранами. Это популярный растворитель для реакций гидроборирования и для металлоорганических соединений, таких как литийорганический и реактивы Гриньяра. Таким образом, хотя диэтиловый эфир остается предпочтительным растворителем для некоторых реакций (например, реакций Гриньяра), ТГФ выполняет эту роль во многих других, где желательна сильная координация и точные свойства эфирных растворителей, таких как эти (по отдельности, в смесях и при различные температуры) позволяет точно настроить современные химические реакции.

Коммерческий ТГФ содержит значительное количество воды, которую необходимо удалять при выполнении чувствительных операций, например содержащие металлоорганические соединения. Хотя ТГФ традиционно сушат дистилляцией из агрессивного осушителя, молекулярные сита лучше.

ТГФ - это основание Льюиса, которое связывается с различными льюисовскими кислоты, такие как I2, фенолы, триэтилалюминий и бис (гексафлорацетилацетонато) медь (II). THF был отнесен к модели ECW, и было показано, что не существует одного порядка основных сильных сторон. Относительную донорную силу ТГФ по отношению к ряду кислот по сравнению с другими основаниями Льюиса можно проиллюстрировать с помощью графиков C-B. Было показано, что для определения порядка прочности основания Льюиса необходимо учитывать как минимум два свойства. Для качественной теории HSAB двумя свойствами являются твердость и прочность, в то время как для количественной модели ECW эти два свойства являются электростатическими и ковалентными.

.

Сушка ТГФ
ОсушительПродолжительность сушкиСодержание воды
Нет0 часов108 частей на миллион
Натрий / бензофенон48 часов43 ppm
3 Å молекулярные сита (20% по объему)72 часа4 ppm
Реакции
Структура VCl 3 (thf) 3.

ТГФ представляет собой слабое основание Льюиса, которое образует молекулярные комплексы со многими галогенидами переходных металлов. Типичные комплексы имеют стехиометрию MCl 3 (THF) 3. Такие соединения являются широко используемыми реагентами.

В присутствии твердого кислотного катализатора ТГФ реагирует с сероводородом с образованием тетрагидротиофена.

Меры предосторожности

ТГФ является относительно нетоксичный растворитель со средней летальной дозой (LD 50), сравнимой с таковой для ацетона. Обладая замечательными растворяющими свойствами, он проникает в кожу, вызывая быстрое обезвоживание. THF легко растворяет латекс, и с ним обычно обращаются в перчатках из нитрильного или неопренового каучука. Он легко воспламеняется.

Одна опасность, которую представляет THF, вытекает из его тенденции к образованию взрывоопасных пероксидов при хранении на воздухе.

Образование пероксида тетрагидрофурана.svg

Чтобы свести к минимуму эту проблему, коммерческие образцы ТГФ часто ингибируют бутилированным гидрокситолуолом (ВНТ). Отгонки ТГФ досуха избегают, так как взрывоопасные пероксиды концентрируются в остатке.

Оксоланы

Тетрагидрофуран - это один из класса пятициклических эфиров, называемых оксоланами. Существует семь возможных структур, а именно:

  • моноксолан, корень группы, синонимичной тетрагидрофурану
  • 1,3-диоксолан
  • 1,2-диоксолан
  • 1,2,4-триоксолан
  • 1,2,3-триоксолан
  • тетроксолан
  • пентоксолан
См. Также
На Викискладе есть материалы, связанные с тетрагидрофураном.
Ссылки
Общая ссылка
Внешние ссылки
Последняя правка сделана 2021-06-10 03:03:29
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте