四氢呋喃是一类杂环有机化合物。它是最强的极性醚类之一,在化学反应和萃取时用做一种中等极性的溶剂。无色易挥发液体,有类似乙醚的气味。溶于水、乙醇、乙醚、丙酮、苯等多数有机溶剂。
基本信息
四氢呋喃结构式
中文名称: 四氢呋喃
中文
同义词: 1.4-环氧丁烷;四甲撑氧;氧杂环戊烷;一氧五环;四氢化氧杂茂;聚四甲基醚二醇;四氢呋喃;氧化四亚甲基
英文名称: Tetrahydrofuran
英文同义词: 1,4-epoxy-butan;agrisynththf;Butane alpha,delta-oxide;Butane, 1,4-epoxy-;butane,alpha,delta-oxide;butanealpha,delta-oxide;Dynasolve 150;Hydrofuran
毒害物质
数据:109-99-9(Hazardous Substances Data)
职业标准:TWA 590 毫克/立方米; STEL 640 毫克/立方米
物理性质
熔点(℃) |
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相对蒸气密度(空气=1) |
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饱和蒸气压(kPa) |
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临界温度(℃) |
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临界压力(MPa) |
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无色透明液体,有乙醚气味。 与水、醇、酮、苯、酯、醚、烃类混溶。
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化学性质
与空气混合可爆; 在空气中能形成可爆的
过氧化物,遇明火、高温、
氧化剂易燃; 燃烧产生刺激烟雾。四氢呋喃
四氢呋喃球棍模型
是一个杂环有机化合物。属于醚类,是芳香族化合物呋喃的完全氢化产物。在化学反应和萃取时用做一种中等极性的
非质子溶剂。四氢呋喃室温时四氢呋喃与水能部分混溶,部分不法试剂商就是利用这一点对四氢呋喃试剂兑水牟取暴利。四氢呋喃在储存时容易变成过氧化物。因此,商用的四氢呋喃经常是用BHT,即2,6-二叔丁基对
甲酚来防止氧化。四氢呋喃可以通过
氢氧化钠置于密封瓶中存放在暗处保存。
2、用作色谱分析试剂、有机溶剂及尼龙66
中间体。四氢呋喃又名一氧五环、氧杂环戊烷、四亚甲基氧,是合成农药
苯丁锡的中间体,另外,可直接用于制合成纤维、合成树脂、合成橡胶,也是许多聚合材料、精密磁带和电镀工业的溶剂,还用于制
己二腈、
己二酸、
己二胺、
丁二酸、
丁二醇、γ-丁内酯等,在医药工业上,可用于生产
咳必清、
黄体酮、利复霉素和用作制药溶剂等。
3、四氢呋喃是一种重要的有机合成原料且是性能优良的溶剂,特别适用于溶解
PVC、
聚偏氯乙烯和丁苯胺,广泛用作表面涂料、防腐涂料、印刷油墨、磁带和薄膜涂料的溶剂,并用作反应溶剂,用于电镀铝液时可任意控制铝层厚度且光亮。四氢呋喃自身可缩聚(经阳离子引发开环再聚合)成聚四亚甲基醚二醇(PTMEG),也称四氢呋喃均聚醚。PTMEG与甲苯二异氰酸酯(TDI)制成耐磨、耐油、低温性能好、强度高的特种橡胶;与对苯二甲酸二甲酯和1,4-丁二醇制成嵌段聚醚聚酯弹性材料。相对分子质量为2000的PTMEG与对亚甲基双(4-苯基)二异氰酸酯(MDI)制成聚氨酯弹性纤维(氨纶,即SPANDEX纤维)、特种橡胶和一些特殊用途涂料的原料。在有机合成方面,用于生产四氢噻吩、1.4-二氯乙烷、2.3-二氯四氢呋喃、戊内酯、
丁内酯和吡咯烷酮等。在医药工业方面,THF用于合成咳必清、利复霉素、黄体酮和一些激素药。THF经硫化氢处理生成四氢硫酚,可作燃料气中的臭味剂(识别添加剂)。THF还可用做合成革的表面处理剂。
工业生产最早以
糖醛为原料,将糖醛与蒸气的混合物通入填充锌-铬-锰金属氧化物(或钯)
催化剂的反应器,于400-420℃脱去
羰基而成
呋喃;然后以骨架镍为催化剂,于80-120℃呋喃加氢制得四氢呋喃。该法生产1吨四氢呋喃,约需消耗3吨多糖醛。后来发展的生产方法有许多种,工业化的方法有1,4-丁二醇催化脱水环合法,因为丁二醇是由乙炔和甲醛制得的,此法称雷由法(Reppe法);利用氯丁橡胶单体氯丁二烯的副产物1,4-二氯丁烯生产四氢呋喃,称为二氯丁烯法;发展了以顺酐为原料的催化加氢法。
四氢呋喃的生产工艺有以下5种:
(1)糠醛法:
由糠醛脱羰基生成呋喃,再加氢而得。
这是工业上最早生产四氢呋喃的方法之一。糠醛主要由玉米芯等
农副产品水解制造。该法污染严重,不利于大规模生产,已逐步被淘汰。
(2)顺酐催化加氢法:
顺酐和氢气从底部进入内装镍催化剂的反应器,产物中四氢呋喃与γ-丁内酯比例可通过调整操作参数加以控制。反应产物与原料氢气冷却至50℃左右进入洗涤塔底部,使未反应的氢气及气态与液态产物分离,未反应的氢气及气态产物经洗涤后循环到反应器,液态产物经蒸馏而得四氢呋喃产品。该工艺可在0~(5∶1)范围内任意调整γ-丁内酯与四氢呋喃的比例,顺酐的单程转化率达100%,四氢呋喃选择性为85%~95%,产品含量达99.97%。该工艺具有催化剂性能好、流程简单、投资少等特点。
(3)1,4-丁二醇脱水环化法:其工艺过程为:向反应器中加入1087kg 22%的
硫酸水溶液,在100℃以110kg/h的速度加入1,4-丁二醇,塔顶温度维持在80℃,以大约110kg/h的速度从塔顶得到含有80%四氢呋喃的水溶液。加入50t 1,4-丁二醇后,从反应器中排除约70kg焦质。将焦质进行过滤,得到的硫酸水溶液可以重新使用,这一过程的四氢呋喃收率可以达到99%以上。硫酸是四氢呋喃工业生产中使用最早的催化剂,也是现今生产中应用较多的催化剂。此工艺技术成熟,工艺比较简单,反应温度较低,四氢呋喃收率较高,但硫酸易腐蚀设备,污染环境。
(4)二氯丁烯法:
以1,4-二氯丁烯为原料,经水解生成丁烯二醇,再经催化加氢而得。1,4-二氯丁烯在氢氧化钠溶液中水解,110℃下生成丁烯二醇,离心分离去掉
氯化钠,滤液在蒸发结晶器中浓缩,分离出碱金属羧酸盐,再在蒸馏塔中除去高沸物。将精制后的丁烯二醇送入反应器,以镍为催化剂,在80~120℃及一定压力下,丁烯二醇加氢生成丁二醇,蒸馏后进人环合反应器,在常压及120~140℃下于酸性介质中生成粗四氢呋喃,蒸馏脱水和脱高沸物,最后蒸馏得高纯四氢呋喃。此法操作简便,条件温和,收率高,催化剂用量少,可连续使用。
以丁二烯为原料,经氧化得呋喃,再加氢而得。此法在国外已工业化。
毒理学概述:
大鼠经口LD50:1650mg/kg;吸入LC50:21000ppm /3H.
小鼠吸入LCLO:24000mg/m3/2H.低毒。该品对皮肤和
粘膜有刺激作用。高浓度有麻醉作用,麻醉浓度与致死浓度相差不多。高剂量时尚有肝脏毒性。大鼠吸入590mg/m3,历3小时,
眼睑及鼻粘膜发红,吸入>147750/m3,出现角膜水肿和混浊、溜延、流涕和鼻出血。大鼠、豚鼠、兔及猫在50mg/L浓度下3小时,部分动物侧倒;100mg/L下出现深度麻醉,部分动物在暴露1~4.5小时后死亡;200mg/L下1小时即出现麻醉,如长时间作用,可引起死亡。大鼠吸入浓度>14000mg/m3,出现睡眠,强直,进入深昏迷,抽搐,并有癫痫样脑电波。对麻醉作用,动物反复吸入后可出现耐受性。动物一次接触高剂量或反复接触,可出现肝脂肪浸润及细胞溶解。经口染毒,可引起胃出血和
溃疡。20%水溶液直接涂于兔皮肤可引起中度皮肤刺激。50%水溶液可引起严重的腐蚀性损害,20%水溶液用于兔眼可引起严重的
角膜炎。THF接触空气时形成爆炸过氧化物,可增加THF的刺激作用。国外报道引起人麻醉的浓度为73800mg/m3,人的嗅觉阈为88.5mg/m3
健康危害:高浓度吸入后可出现头晕、头痛、胸闷、胸痛、咳嗽、乏力、胃痛、口干、恶心、呕吐等症状,可伴有眼刺激症状。部分患者可发生
肝功能障碍。尿中THF浓度与环境中的THF浓度相关,还会流鼻血,可引起胃出血和溃疡;高剂量或反复接触,可出现肝脂肪浸润及细胞溶解。 20%水溶液直接涂于人皮肤可引起中度皮肤刺激,50% 水溶液可引起严重的腐蚀性损害。 20%水溶液用于人眼可引起严重的眼角膜损坏:长期接触会导致失去性功能、生育能力,或肾疾病!
燃爆危险:该品极度易燃,具刺激性。
危险特性:其蒸气与空气可形成爆炸性混合物。遇高热、明火及强氧化剂易引起燃烧。接触空气或在光照条件下可生成具有潜在爆炸危险性的过氧化物。与酸类接触能发生反应。与氢氧化钾、氢氧化钠反应剧烈。其蒸气比空气重,能在较低处扩散到相当远的地方,遇火源会着火回燃。
呼吸系统防护:可能接触其蒸气时,应该佩戴
过滤式防毒面具(半面罩)。必要时,建议佩戴自给式呼吸器。
[3]
眼睛防护:一般不需要特殊防护,高浓度接触时可戴
安全防护眼镜。
[3]
身体防护:穿防静电工作服。
其它:工作现场严禁吸烟。工作毕,淋浴更衣。注意个人清洁卫生。
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皮肤接触:脱去被污染的衣着,用肥皂水和清水彻底冲洗皮肤。
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眼睛接触:提起眼睑,用流动清水或
生理盐水冲洗。就医。
[3]
吸入:迅速脱离现场至空气新鲜处。保持
呼吸道通畅。如呼吸困难,给输氧。如呼吸停止,立即进行人工呼吸。就医。
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灭火方法:喷水冷却容器,可能的话将容器从火场移至空旷处。处在火场中的容器若已变色或从安全泄压装置中产生声音,必须马上撤离。
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灭火剂:泡沫、干粉、二氧化碳、
砂土。用水灭火无效。
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小量泄漏:用砂土或其它不燃材料吸附或吸收。也可以用大量水冲洗,洗水稀释后放入废水系统。
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大量泄漏:构筑围堤或挖坑收容。用泡沫覆盖,降低蒸气灾害。喷雾状水冷却和稀释蒸汽、保护现场人员、把泄漏物稀释成不燃物。用防爆泵转移至槽车或专用收集器内,回收或运至废物处理场所处置。
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操作注意事项:密闭操作,全面通风。操作人员必须经过专门培训,严格遵守
操作规程。建议操作人员佩戴过滤式防毒面具(半面罩),戴安全防护眼镜,穿防静电工作服,戴橡胶耐油手套。远离火种、热源,工作场所严禁吸烟。使用防爆型的通风系统和设备。防止蒸气泄漏到工作场所空气中。避免与氧化剂、酸类、碱类接触。灌装时应控制流速,且有接地装置,防止
静电积聚。搬运时要轻装轻卸,防止包装及容器损坏。配备相应品种和数量的消防器材及泄漏应急处理设备。倒空的容器可能残留有害物。
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储存注意事项:通常商品加有
阻聚剂。储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。库温不宜超过30℃。包装要求密封,不可与空气接触。应与氧化剂、酸类、碱类等分开存放,切忌混储。采用防爆型照明、通风设施。禁止使用易产生火花的
机械设备和工具。储区应备有泄漏应急处理设备和合适的收容材料。
[2]
化学危险物品安全管理条例 (1987年2月17日
国务院发布),化学危险物品安全管理条例实施细则 (化劳发[1992] 677号),工作场所安全使用化学品规定 ([1996]劳部发423号)等法规,针对化学危险品的安全使用、生产、储存、运输、装卸等方面均作了相应规定;常用危险化学品的分类及标志 (GB 13690-92)将该物质划为第3.1 类低闪点易燃液体;车间空气中四氢呋南卫生标准 (GB 16231-1996),规定了车间空气中该物质的最高容许浓度及检测方法。
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