四氫呋喃 Tetrahydrofuran

編號系統

CAS號：109-99-9

MDL號：MFCD00005356

EINECS號：203-786-5

RTECS號：LU5950000

BRN號：102391

PubChem號：24864878

物性數據

1.性狀：無色易揮發液體，有類似乙醚的氣味。^[1]

2.pH值：5（20%水溶液）^[2]

3.熔點（℃）：-108.5^[3]

4.沸點（℃）：66^[4]

5.相對密度（水=1）：0.89^[5]

6.相對蒸氣密度（空氣=1）：2.5^[6]

7.飽和蒸氣壓（kPa）：19.3（20℃）^[7]

8.燃燒熱（kJ/mol）：-2515.2^[8]

9.臨界溫度（℃）：268^[9]

10.臨界壓力（MPa）：5.19^[10]

11.辛醇/水分配系數：0.46^[11]

12.閃點（℃）：-14（CC）；-20（OC）^[12]

13.引燃溫度（℃）：321^[13]

14.爆炸上限（%）：11.8^[14]

15.爆炸下限（%）：1.8^[15]

16.溶解性：溶于水、乙醇、乙醚、丙酮、苯等多數有機溶劑。^[16]

17.折射率（n20oC）：1.4050

18.折射率（n25oC）：1.4040

19.黏度（mPa·s,0oC）：0.66

20.黏度（mPa·s,20oC）：0.55

21.黏度（mPa·s,30oC）：0.47

22.黏度（mPa·s,40oC）：0.42

23.蒸發熱（KJ/kg,66oC）：410

24.比熱容（KJ/(kg·K),20oC,定壓,液體）：1.96

25.比熱容（KJ/(kg·K),60oC,定壓,氣體）：1.55

26.臨界密度（g·cm^-3）：0.322

27.臨界體積（cm³·mol^-1）：224

28.臨界壓縮因子：0.259

29.偏心因子：0.226

30.溶度參數(J·cm^-3)^0.5：19.129

31.van der Waals面積（cm²·mol^-1）：6.000×10⁹

32.van der Waals體積（cm³·mol^-1）：44.620

33.氣相標準燃燒熱(焓)(kJ·mol^-1)：-2533.16

34.氣相標準聲稱熱(焓)( kJ·mol^-1) ：-184.18

35.氣相標準熵(J·mol^-1·K^-1) ：302.41

36.氣相標準生成自由能( kJ·mol^-1)：-81.1

37.氣相標準熱熔(J·mol^-1·K^-1)：76.25

38.液相標準燃燒熱(焓)(kJ·mol^-1)：-2501.07

39.液相標準聲稱熱(焓)( kJ·mol^-1)：-216.27

40.液相標準熵(J·mol^-1·K^-1) ：203.9

41.液相標準生成自由能( kJ·mol^-1)：-83.93

42.液相標準熱熔(J·mol^-1·K^-1)：123.9

毒理學數據

1.急性毒性^[17]

LD50：1650mg/kg（大鼠經口）

LC50：21000ppm（大鼠吸入，3h）

2.刺激性  暫無資料

3.致突變性^[18] 微生物致突變：大腸桿菌1μmol/L

4.致畸性^[19]  小鼠孕后6~17d經口給予最低中毒劑量（TDLo）2592mg/kg，致肌肉骨骼系統發育畸形。

生態學數據

1.生態毒性^[20]

LC50：2160mg/L（96h）（黑頭呆魚）

IC50：225mg/L（72h）（藻類）

2.生物降解性^[21]  MITI-Ⅱ測試，初始濃度30ppm，污泥濃度100ppm，2周后降解100%。

3.非生物降解性^[22]  空氣中，當羥基自由基濃度為5.00×10⁵個/cm³時，降解半衰期為1d（理論）。

分子結構數據

1、摩爾折射率：20.05

2、摩爾體積（cm³/mol）：79.7

3、等張比容（90.2K）：184.7

4、表面張力（dyne/cm）：28.8

5、極化率（10^-24cm³）：7.94

計算化學數據

1.疏水參數計算參考值（XlogP）:無

2.氫鍵供體數量:0

3.氫鍵受體數量:1

4.可旋轉化學鍵數量:0

5.互變異構體數量:無

6.拓撲分子極性表面積9.2

7.重原子數量:5

8.表面電荷:0

9.復雜度:22.8

10.同位素原子數量:0

11.確定原子立構中心數量:0

12.不確定原子立構中心數量:0

13.確定化學鍵立構中心數量:0

14.不確定化學鍵立構中心數量:0

15.共價鍵單元數量:1

性質與穩定性

1.無色透明液體，有類似醚的氣味。能和水混溶。與水組成的共沸混合物能溶解醋酸纖維素及咖啡因一類的生物堿，溶解性能比單獨使用四氫呋喃的效果好。一般的有機溶劑如乙醇、乙醚、脂肪烴、芳香烴、氯化烴等在四氫呋喃中都能很好地溶解。在空氣中易與氧化合生成爆炸性的過氧化物。對金屬無腐蝕性，對許多塑料和橡膠都有侵蝕作用。由于沸點、閃點低、常溫下易著火。貯存時空氣中的氧能和四氫呋喃作用生成有爆炸性的過氧化物。光照和無水的情況下，過氧化物更易形成。因此，常加入0.05%~1%的對苯二酚、間苯二酚、對甲苯酚或亞鐵鹽等還原性物質作抗氧劑，以抑制過氧化物的生成。本品低毒，操作人員應穿戴防護用具。

2.化學性質：在空氣中由于自氧化作用生成有爆炸性的過氧化物。用硝酸氧化時生成丁二酸。在氧化鋁催化作用下，300~400℃與氨反應得到吡咯烷；400℃與硫化氫反應得到四氫噻吩。在氯化鋅存在下，受酸或酰氯的作用，容易開環生成1,4-丁二醇、1,4-二鹵化物。在光的影響下，常溫氯化生成2,3-二氯四氫呋喃。其第二位的氯原子很活潑，可直接被烷氧基、乙酸基或Grignard試劑的烷基所取代。用酸式磷酸鹽作催化劑，270℃時四氫呋喃脫水生成丁二烯。加熱時四氫呋喃與氯化氫氣體作用，重排成4-氯丁醇。在三氯化鋁存在下，四氫呋喃與氫化鋁鋰作用，定量的生成丁醇。

3.穩定性^[23]   穩定

4.禁配物^[24]   酸類、堿、強氧化劑、氧

5.避免接觸的條件^[25]   光照、空氣

6.聚合危害^[26]   聚合

貯存方法

儲存注意事項^[27]  通常商品加有穩定劑。儲存于陰涼、通風的庫房。遠離火種、熱源。庫溫不宜超過29℃。包裝要求密封，不可與空氣接觸。應與氧化劑、酸類、堿類等分開存放，切忌混儲。采用防爆型照明、通風設施。禁止使用易產生火花的機械設備和工具。儲區應備有泄漏應急處理設備和合適的收容材料。

合成方法

四氫呋喃的生產工藝有以下幾種。
(1)糠醛法
由糠醛脫羰基生成呋喃，再加氫而得。
這是工業上最早生產四氫呋喃的方法之一。糠醛主要由玉米芯等農副產品水解制造。該法污染嚴重，不利于大規模生產，已逐步被淘汰。

(2)順酐催化加氫法
順酐和氫氣從底部進入內裝鎳催化劑的反應器，產物中四氫呋喃與γ-丁內酯比例可通過調整操作參數加以控制。反應產物與原料氫氣冷卻至50℃左右進入洗滌塔底部，使未反應的氫氣及氣態與液態產物分離，未反應的氫氣及氣態產物經洗滌后循環到反應器，液態產物經蒸餾而得四氫呋喃產品。
該工藝可在0～(5：1)范圍內任意調整γ-丁內酯與四氫呋喃的比例，順酐的單程轉化率達100%，四氫呋喃選擇性為85%～95%，產品含量達99.97%。該工藝具有催化劑性能好、流程簡單、投資少等特點。

(3)1,4-丁二醇脫水環化法
其工藝過程為：向反應器中加入1087kg 22%的硫酸水溶液，在100℃以110kg/h的速度加入1,4-丁二醇，塔頂溫度維持在80℃，以大約110kg/h的速度從塔頂得到含有80%四氫呋喃的水溶液。加入50t 1,4-丁二醇后，從反應器中排除約70kg焦質。將焦質進行過濾，得到的硫酸水溶液可以重新使用，這一過程的四氫呋喃收率可以達到99%以上。
硫酸是四氫呋喃工業生產中使用最早的催化劑，也是現今生產中應用較多的催化劑。此工藝技術成熟，工藝比較簡單，反應溫度較低，四氫呋喃收率較高，但硫酸易腐蝕設備，污染環境。

(4)二氯丁烯法
以1,4-二氯丁烯為原料，經水解生成丁烯二醇，再經催化加氫而得。
1,4-二氯丁烯在氫氧化鈉溶液中水解，110℃下生成丁烯二醇，離心分離去掉氯化鈉，濾液在蒸發結晶器中濃縮，分離出堿金屬羧酸鹽，再在蒸餾塔中除去高沸物。將精制后的丁烯二醇送入反應器，以鎳為催化劑，在80～120℃及一定壓力下，丁烯二醇加氫生成丁二醇，蒸餾后進人環合反應器，在常壓及120～140℃下于酸性介質中生成粗四氫呋喃，蒸餾脫水和脫高沸物，最后蒸餾得高純四氫呋喃。
此法操作簡便，條件溫和，收率高，催化劑用量少，可連續使用。

(5)丁二烯氧化法
以丁二烯為原料，經氧化得呋喃，再加氫而得。此法在國外已工業化。

(6)工業生產最早以糖醛為原料，將糖醛與蒸氣的混合物通入填充鋅-鉻-錳金屬氧化物（或鈀）催化劑的反應器，于400-420℃脫去羰基而成呋喃；然后以骨架鎳為催化劑，于80-120℃呋喃加氫制得四氫呋喃。該法生產1噸四氫呋喃，約需消耗3噸多糖醛。后來發展的生產方法有許多種，工業化的方法有1,4-丁二醇催化脫水環合法，因為丁二醇是由乙炔和甲醛制得的，此法稱雷由法（Reppe法）；利用氯丁橡膠單體氯丁二烯的副產物1,4-二氯丁烯生產四氫呋喃，稱為二氯丁烯法；近年來發展了以順酐為原料的催化加氫法。

(7)在氧化鋅、氧化鉻、二氧化錳的存在下，糠醛可被催化脫醛，并在鎳鋁催化劑存在下加氫生成四氫呋喃：

用途

1.本品是性能優良的有機溶劑，由于具有溶解速度快，對樹脂表面和內部的滲透擴散性好等特征而得到廣泛的應用。在格式反應、聚合反應、LiAlH4還原縮合反應、酯化反應中用作溶劑。對聚氯乙烯、聚偏氯乙烯及其共聚物的溶解，可得到低黏度的溶液，常用于表面涂料，保護性涂料，膠黏劑和薄膜的制造。也用于油墨、脫漆劑、萃取劑、人造革表面處理等方面。本品自聚及共聚，可以制造聚醚型聚氨酯彈性體，其特點是高回彈性能。本品是重要的化工原料，可以制備丁二烯、錦綸、聚丁二醇醚、γ-丁內酯、聚乙烯吡咯烷酮、四氫噻吩等。本品也是藥物等有機合成的中間體。

2.四氫呋喃是一種重要的有機合成原料和優良的溶劑，四氫呋喃對許多有機物有良好的溶解性，它能溶解除聚乙烯、聚丙烯及氟樹脂以外的所有有機化合物，特別是對聚氯乙烯、聚偏氯乙烯和丁苯胺有良好的溶解作用，被廣泛用作反應性溶劑。作為常用溶劑，四氫呋喃已普遍用于表面涂料、保護性涂料、油墨、萃取劑和人造革的表面處理。四氫呋喃是生產聚四亞甲基醚二醇(PTMEEG)重要原料，也是制藥行業的主要溶劑。用作天然和合成樹脂（特別是乙烯基樹脂）的溶劑，也用于制丁二烯、己二腈、己二酸、己二胺等。

3.用作溶劑、化學合成中間體、分析試劑。^[28]

安全信息

危險運輸編碼：UN 2924 3/PG 2

危險品標志：易燃 刺激

安全標識：S16 S26 S29 S33 S36

危險標識：R11 R19 R36/37 R36/37/38

文獻

[1~28]參考書：危險化學品安全技術全書.第一卷/張海峰主編.—2版.北京；化學工業出版社，2007.6 ISBN 978-7-122-00165-8

備注

暫無

表征圖譜