呋喃

更新时间:2023-11-29 10:11

呋喃(oxole),是最简单的含氧五元杂环化合物,化学式为C4H4O,它存在于松木焦油中,为无色液体,具有类似氯仿的气味,难溶于水,易溶于有机溶剂。它的蒸气遇有被盐酸浸湿过的松木片时,即呈现绿色,叫做松木反应,可用来鉴定呋喃的存在。它有麻醉和弱刺激作用,极度易燃。吸入后可引起头痛、头晕、恶心、呼吸衰竭。呋喃环具芳环性质,可发生卤化硝化磺化亲电取代反应,主要用于有机合成或用作溶剂。

理化性质

物理性质

密度:0.942g/cm3

熔点:-85.6℃

沸点:31.4℃

闪点:-35.6℃

折射率:1.427

临界压力:5.32MPa

引燃温度:390℃

爆炸上限:14.3%

爆炸下限:2.3%

饱和蒸气压:65.6kPa(20℃)

外观:无色液体,有温和的香味

溶解性:不溶于水,溶于丙酮、苯,易溶于乙醇、乙醚等多数有机溶剂

化学性质

由于其分子中氧原子的一对孤对电子在共轭轨道平面内形成大π键,使得共轭平面内共6个电子,符合4n+2结构,所以呋喃具有芳香性。芳香性使得呋喃具有“易取代难加成”的性质。氧的另外一对孤对电子向外伸展。氧原子本身符合sp2杂化。

由于芳环的存在,呋喃的化学行为就与其他不饱和杂环不太相似。

芳环中的氧具有给电子效应,所以呋喃的亲电取代反应活性强于苯。共振论对呋喃的研究发现呋喃环上的电子云密度较大,支持了亲电反应活性的理论。

呋喃可以作Diels-Alder反应中的双烯体,与缺电子亲双烯体,例如(E)-3-硝基丙烯酸乙酯,发生一个周环反应。得到的产物是Z/E异构体的混合物。

呋喃的氢化过程中会先产生二氢化呋喃的两种同分异构体,进而产生四氢呋喃

分子结构数据

摩尔折射率:18.55

摩尔体积(cm3/mol):72.2

等张比容(90.2K):161.2

表面张力(dyne/cm):24.8

极化率(10-24cm3):7.35

计算化学数据

疏水参数计算参考值(XlogP):无

氢键供体数量:0

氢键受体数量:1

可旋转化学键数量:0

互变异构体数量:0

拓扑分子极性表面积:13.1

重原子数量:5

表面电荷:0

复杂度:22.8

同位素原子数量:0

确定原子立构中心数量:0

不确定原子立构中心数量:0

确定化学键立构中心数量:0

不确定化学键立构中心数量:0

共价键单元数量:1

毒理学数据

1、急性毒性

LC50:3398ppm(大鼠吸入,1h);120mg/m3(小鼠吸入,1h)

2、致突变性

微生物致突变:鼠伤寒沙门菌825nmol/皿。

DNA修复:枯草杆菌3500μg/皿。

哺乳动物体细胞突变:小鼠淋巴细胞1139mg/L。

细胞遗传学分析:仓鼠卵巢184mmol/L。

3、致癌性

IARC致癌性评论:G2B,可疑人类致癌物。

生态学数据

1、生态毒性

LC50:61mg/L(96h)(黑头呆鱼);166mg/L(48h)(青鳉)。

2、生物降解性

好氧生物降解:168~672h

厌氧生物降解:672~2688h

3、非生物降解性

水中光氧化半衰期:13.8~1375h

空气中光氧化半衰期:0.477~4.72h

用途

主要用于制取吡咯噻吩四氢呋喃等。呋喃经醚化、还原得到2,5-二甲氧基二氢呋喃,经水解生成2-羟基-1,4-丁二醛,可用于合成法山莨菪碱的生产。当呋喃经醚化、还原,再经催化加氢得到2,5-二甲氧基四氢呋喃时,经水解生成丁二醛,则是合成另一种生物碱阿托品的原料。

安全信息

安全术语

S45:In case of accident or if you feel unwell, seek medical advice immediately (show the lable where possible).

发生事故时或感觉不适时,立即求医(可能时出示标签)。

S53:Avoid exposure - obtain special instructions before use.

避免接触,使用前获得特别指示说明。

S61:Avoid release to the environment. Refer to special instructions/Safety data sheets.

避免释放到环境中,参考特别指示/安全收据说明书。

风险术语

R12:Extremely flammable.

极易燃的。

R19:May form explosive peroxides.

可能生成爆炸性过氧化物。

R20/22:Harmful by inhalation and if swallowed.

吸入和吞食是有害的。

R38:Irritating to skin.

刺激皮肤。

R45:May cause cancer.

可能致癌。

R48/22:Harmful : danger of serious damage to health by prolonged exposure if swallowed.

有害的:吞食长期接触有严重损害健康的危险。

R52/53:Harmful to aquatic organisms, may cause long-term adverse effects in the aquatic environment.

对水生生物有害,可能在水生环境中造成长期不利影响。

R68:Possible risk of irreversible effects.

可能有不可逆后果的危险。

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