Открыть
| |||
| |||
| Имена | |||
|---|---|---|---|
| Предпочтительное название ИЮПАК
Открыть [1] | |||
| Систематическое название ИЮПАК
1,4-Эпоксибута-1,3-диен 1-Оксациклопента-2,4-диен | |||
| Другие имена
Оксол
Окса[5]аннулены 1,4-Эпокси-1,3-бутадиен 5-Оксациклопента-1,3-диен 5-Оксацикло-1,3-пентадиен Открыть Дивиниленоксид | |||
| Идентификаторы | |||
3D model ( JSmol )
|
|||
| 103221 | |||
| КЭБ | |||
| ХЭМБЛ | |||
| ХимическийПаук | |||
| Информационная карта ECHA | 100.003.390 | ||
| Номер ЕС |
| ||
| 25716 | |||
| КЕГГ | |||
ПабХим CID
|
|||
| номер РТЭКС |
| ||
| НЕКОТОРЫЙ | |||
| Число | 2389 | ||
Панель управления CompTox ( EPA )
|
|||
| Характеристики | |||
| С 4 Н 4 О | |||
| Молярная масса | 68.075 g·mol −1 | ||
| Появление | Бесцветная летучая жидкость | ||
| Плотность | 0,936 г/мл | ||
| Температура плавления | -85,6 ° C (-122,1 ° F; 187,6 К) | ||
| Точка кипения | 31,3 ° C (88,3 ° F; 304,4 К) | ||
| -43.09·10 −6 см 3 /моль | |||
| Опасности | |||
| СГС Маркировка : | |||
  
| |||
| Опасность | |||
| Х224 , Х302 , Х315 , Х332 , Х341 , Х350 , Х373 , Х412 | |||
| P201 , P202 , P210 , P233 , P240 , P241 , P242 , P243 , P260 , P261 , P264 , P270 , P271 , P273 , P280 , P281 , P301+P312 , P302+P352 , P303+ П361+П353 , П304+П312 , P304+P340 , P308+P313 , P312 , P314 , P321 , P330 , P332+P313 , P362 , P370+P378 , P403+P235 , P405 , P501 | |||
| NFPA 704 (огненный алмаз) | |||
| точка возгорания | -36 ° C (-33 ° F; 237 К) | ||
| 390 ° С (734 ° F, 663 К) | |||
| Взрывоопасные пределы | Ниже: 2,3% Верхний: 14,3% при 20 °C | ||
| Летальная доза или концентрация (LD, LC): | |||
ЛД 50 ( средняя доза )
|
> 2 г/кг (крыса) | ||
| Паспорт безопасности (SDS) | пеннакем | ||
| Родственные соединения | |||
Родственные гетероциклы
|
Пиррол Тиофен | ||
Родственные соединения
|
Тетрагидрофуран (ТГФ) 2,5-Диметилфуран Бензофуран Дибензофуран | ||
| Структура | |||
| С 2В | |||
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа).
| |||
Фуран — гетероциклическое органическое соединение , состоящее из пятичленного ароматического кольца с четырьмя углерода атомами и одним кислорода атомом . Химические соединения, содержащие такие кольца, также называют фуранами.
Фуран — бесцветная, легковоспламеняющаяся , легколетучая жидкость с температурой кипения, близкой к комнатной. Он растворим в обычных органических растворителях , включая спирт , эфир и ацетон , и слабо растворим в воде . [2] Его запах «сильный, эфирный, похожий на хлороформ ». [3] Он токсичен и может быть канцерогенным для человека. Фуран используется в качестве отправной точки для других специальных химикатов . [4]
История
[ редактировать ]Название «фуран» происходит от латинского Furfur , что означает отруби. [5] ( фурфурол производят из отрубей). Первым описанным производным фурана была 2-фуроевая кислота , созданная Карлом Вильгельмом Шееле в 1780 году. О другом важном производном, фурфурале , сообщил Иоганн Вольфганг Дёберейнер в 1831 году, а девять лет спустя охарактеризовал Джон Стенхаус . Сам фуран был впервые получен Генрихом Лимприхтом в 1870 году, хотя он называл его «тетрафенолом» (как если бы это был четырехуглеродный аналог фенола , C 6 H 5 OH). [6] [7]
Производство
[ редактировать ]В промышленности фуран производят катализируемым палладием декарбонилированием фурфурола или катализируемым медью окислением 1,3-бутадиена : [4]
В лаборатории фуран можно получить из фурфурола окислением до 2-фуроевой кислоты с последующим декарбоксилированием . [8] Его также можно получить непосредственно путем термического разложения пентозосодержащих сосновой материалов и твердых целлюлозных веществ, особенно древесины .
Синтез фуранов
[ редактировать ]Синтез Файста-Бенари - классический способ синтеза фуранов. Реакция включает алкилирование 1,3- дикетонов α-бромкетонами с последующей дегидратацией промежуточного гидроксидигидрофурана . [9] Другой традиционный путь включает реакцию 1,4-дикетонов с пятиокисью фосфора (P 2 O 5 ) в синтезе Паала-Кнорра . [10]
Существует множество путей синтеза замещенных фуранов. [11] [12]
- Фуран в природе и торговле
-
Препарат Зантак, также известный как ранитидин . -
![Розуфуран, ароматическое соединение, содержащееся в розовом масле.[10]](//upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/b/b6/Rosefuran-2D-skeletal.png/180px-Rosefuran-2D-skeletal.png)
-
Фурфурол , полученный из сахаров, является основным источником фуранов. -
метанофуран является кофактором метаногенеза .
![Розуфуран, ароматическое соединение, содержащееся в розовом масле.[10]](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/b/b6/Rosefuran-2D-skeletal.png/180px-Rosefuran-2D-skeletal.png)
Структура и связь
[ редактировать ]Фуран имеет ароматический характер, поскольку одна из пар электронов неподеленных на атоме кислорода делокализуется в кольцо, создавая ароматическую систему 4 n + 2 (см. правило Хюккеля ). Ароматичность умеренная по сравнению с ароматичностью бензола и родственных ему гетероциклов тиофена и пиррола . Резонансные энергии бензола, пиррола , тиофена и фурана составляют соответственно 152, 88, 121 и 67 кДж/моль (36, 21, 29 и 16 ккал/моль). Таким образом, эти гетероциклы, особенно фуран, значительно менее ароматичны, чем бензол, что проявляется в лабильности этих колец. [13] Молекула плоская, но группы C=C, присоединенные к кислороду, сохраняют значительный характер двойной связи . Другая неподеленная пара электронов атома кислорода простирается в плоскости плоской кольцевой системы.
Исследование вкладчиков резонанса показывает повышенную электронную плотность кольца, что приводит к увеличению скорости электрофильного замещения. [14]
Реактивность
[ редактировать ]Из-за частичного ароматического характера поведение фурана занимает промежуточное положение между поведением енолового эфира и ароматического кольца. Он отличается от простых эфиров, таких как тетрагидрофуран .
Как и эфиры енолов, 2,5-дизамещенные фураны подвержены гидролизу с обратимым образованием 1,4-дикетонов.
Фуран служит диеном в реакциях Дильса-Альдера с электронодефицитными диенофилами , такими как этил ( E )-3-нитроакрилат. [15] Продукт реакции представляет собой смесь изомеров с предпочтением эндо- изомера :
Реакция Дильса-Альдера фурана с аринами дает соответствующие производные дигидронафталинов , которые являются полезными промежуточными продуктами в синтезе других полициклических ароматических соединений . [16]
- Он значительно более реакционноспособен, чем бензол , в реакциях электрофильного замещения из-за электронодонорного эффекта гетероатома кислорода. Он реагирует с бромом при 0 ° C с образованием 2-бромфурана.
- Гидрирование фуранов последовательно дает дигидрофураны и тетрагидрофураны . [ нужна ссылка ]
- В реакции Ахматовича фураны превращаются в дигидропирановые соединения.
- Пиррол можно получить в промышленных масштабах обработкой фурана аммиаком в присутствии твердых кислотных катализаторов , таких как SiO 2 и Al 2 O 3 . [17]
Безопасность
[ редактировать ]Фуран содержится в термически обработанных коммерческих продуктах и производится путем термического разложения натуральных пищевых компонентов. [18] [19] Его можно найти в жареном кофе , растворимом кофе и обработанном детском питании . [19] [20] [21] Исследования показали, что кофе, приготовленный в для эспрессо кофеварках , и кофе, приготовленный из капсул, содержат больше фурана, чем кофе, приготовленный в традиционных капельных кофеварках , хотя его уровни все еще находятся в безопасных для здоровья пределах. [22]
Воздействие фурана в дозах, примерно в 2000 раз превышающих прогнозируемый уровень воздействия на человека из пищевых продуктов, увеличивает риск гепатоцеллюлярных опухолей у крыс и мышей и опухолей желчных протоков у крыс. [23] Поэтому Фуран внесен в список возможных канцерогенов для человека . [23]
См. также
[ редактировать ]- BS 4994 – Фурановая смола в качестве термореактивного стеклопластика для оборудования химических заводов.
- Фуранокумарин
- Фуранофлавоноид
- Фураноза
- Фурантетракарбоновая кислота
- Простые ароматические кольца
- Фурановые жирные кислоты
- Тетрагидрофуран
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Номенклатура органической химии: Рекомендации ИЮПАК и предпочтительные названия 2013 (Синяя книга) . Кембридж: Королевское химическое общество . 2014. с. 392. дои : 10.1039/9781849733069-FP001 . ISBN 978-0-85404-182-4 .
- ^ Якубке, Ганс Дитер; Йешкейт, Ганс (1994). Краткая энциклопедия химии . Вальтер де Грюйтер. стр. 1–1201 . ISBN 0-89925-457-8 .
- ^ Публикация DHHS (NIOSH) № 2016–171 , стр. 2, по состоянию на ноябрь 2019 г.
- ^ Перейти обратно: а б Хойдонкс, HE; Ван Рейн, ВМ; Ван Рейн, В.; Из тебя, DE; Джейкобс, П.А. «Фурфурол и его производные». Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Вайнхайм: Wiley-VCH. дои : 10.1002/14356007.a12_119.pub2 . ISBN 978-3527306732 .
- ^ Сеннинг, Александр (2006). Хемоэтимологический словарь Эльзевира . Эльзевир. ISBN 0-444-52239-5 .
- ^ Лимприт, Х. (1870). «О тетрафеноле C 4 H 4 O» . Отчеты Немецкого химического общества . 3 (1): 90–91. дои : 10.1002/cber.18700030129 .
- ^ Родд, Эрнест Гарри (1971). Химия углеродных соединений: современный комплексный трактат . Эльзевир.
- ^ Уилсон, WC (1941). «Фуран» . Органические синтезы ; Сборник томов , т. 1, с. 274 .
- ^ Хоу, XL; Чунг, HY; Дорогая, Тайвань; Кван, Польша; Ло, ТД; Тонг, Ю.Ю.; Вонг, Х.Н. (1998). «Региоселективный синтез замещенных фуранов». Тетраэдр . 54 (10): 1955–2020. дои : 10.1016/S0040-4020(97)10303-9 .
- ^ Перейти обратно: а б Гилкрист, Томас Л. (1997). Гетероциклическая химия (3-е изд.). Ливерпуль: Лонгман. п. 209-212.
- ^ Адам Сниади, Марко С. Морреале, Роман Дембински (2007). «Электрофильная циклизация с N-йодсукцинимидом: получение 5-(4-бромфенил)-3-йод-2-(4-метилфенил)фурана». Органические синтезы . 84 : 199. дои : 10.15227/orgsyn.084.0199 .
{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - ^ Джеймс А. Маршалл, Кларк А. Сехон (1999). «Изомеризация б-алкинилаллиловых спиртов в фураны, катализируемая нитратом серебра на силикагеле: 2-пентил-3-метил-5-гептилфуран». Органические синтезы . 76 : 263. дои : 10.15227/orgsyn.076.0263 .
- ^ Смит, Майкл Б.; Марч, Джерри (2007), Продвинутая органическая химия: реакции, механизмы и структура (6-е изд.), Нью-Йорк: Wiley-Interscience, стр. 62, ISBN 978-0-471-72091-1
- ^ Брюс, Паула Ю. (2007). Органическая химия (5-е изд.). Река Аппер-Сэддл, Нью-Джерси: Пирсон Прентис Холл. ISBN 978-0-13-196316-0 .
- ^ Масесане, И.; Бацанов А.; Ховард, Дж.; Модал, Р.; Стил, П. (2006). «Оксанорборненовый подход к 3-гидрокси, 3,4-дигидрокси и 3,4,5-тригидроксипроизводным 2-аминоциклогексанкарбоновой кислоты» . Журнал органической химии Байльштейна . 2 (9): 9. дои : 10.1186/1860-5397-2-9 . ПМЦ 1524792 . ПМИД 16674802 .
- ^ Филатов М.А.; Балущев С.; Илиева, И.З.; Энкельманн, В.; Митева, Т.; Ландфестер, К. ; Алещенков, С.Э.; Чепраков, А.В. (2012). «Тетраарилтетраантра[2,3]порфирины: синтез, структура и оптические свойства» (PDF) . Дж. Орг. Хим . 77 (24): 11119–11131. дои : 10.1021/jo302135q . ПМИД 23205621 . Архивировано из оригинала (PDF) 19 февраля 2020 г.
- ^ Харреус, Альбрехт Людвиг. «Пирролы». Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Вайнхайм: Wiley-VCH. дои : 10.1002/14356007.a22_453 . ISBN 978-3527306732 .
- ^ Анесе, М.; Манзокко, Л.; Каллигарис, С.; Николи, MC (2013). «Промышленно применимые стратегии снижения содержания акриламида, фурана и 5-гидроксиметилфурфурола в пищевых продуктах» (PDF) . Журнал сельскохозяйственной и пищевой химии . 61 (43): 10209–14. дои : 10.1021/jf305085r . ПМИД 23627283 . Архивировано из оригинала (PDF) 8 августа 2017 г.
- ^ Перейти обратно: а б Моро, С.; Чипман, Дж. К.; Вегенер, Дж.В.; Хамбергер, К.; Декант, В.; Малли, А. (2012). «Фуран в термически обработанных пищевых продуктах: образование, воздействие, токсичность и аспекты оценки риска» (PDF) . Молекулярное питание и пищевые исследования . 56 (8): 1197–1211. дои : 10.1002/mnfr.201200093 . hdl : 1871/41889 . ПМИД 22641279 . S2CID 12446132 .
- ^ Европейское управление по безопасности пищевых продуктов (2011). «Обновленные данные об уровнях фурана в пищевых продуктах по данным мониторинга за 2004–2010 годы и оценки воздействия» . Журнал EFSA . 9 (9): 2347. doi : 10.2903/j.efsa.2011.2347 .
- ^ Вайценеггер, Дж.; Винклер, Г.; Кубалла, Т.; Руге, В.; Керстинг, М.; Алекси, У.; Лахенмайер, Д.В. (2012). «Анализ и оценка риска содержания фурана в кофейных продуктах, предназначенных для подростков». Пищевые добавки и загрязняющие вещества: Часть А. 29 (1): 19–28. дои : 10.1080/19440049.2011.617012 . ПМИД 22035212 . S2CID 29027966 .
- ^ «Эспрессо-машины: Кофе в капсулах содержит больше фурана, чем в остальном» . Наука Дейли . 14 апреля 2011 г.
- ^ Перейти обратно: а б Бахия, Н.; Аппель, Кентукки (2010). «Токсичность и канцерогенность фурана в рационе человека» (PDF) . Архив токсикологии . 84 (7): 563–578. дои : 10.1007/s00204-010-0531-y . ПМИД 20237914 . S2CID 19389984 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]