Фурфурол – органическое соединение, полученное из растительного сырья. Он используется в различных отраслях промышленности, включая фармацевтику, производство смол и топлива, благодаря своей универсальности и возобновляемому характеру.
| Название ИЮПАК | Фуран-2-карбальдегид |
| Молекулярная формула | C5H4O2 |
| Количество CAS | 98-01-1 |
| Синонимы | фурфуральдегид; 2-фуральдегид; 2-формилфуран, 2-фуранкарбоксальдегид |
| ИнЧи | ИнЧИ=1S/C5H4O2/c6-5-1-2-7-4-3-5/h1-4H |
Свойства фурфурола
Формула Фурфурола
Химическая формула фурфурола или фурфуральдегида: C5H4O2. Он представляет собой специфическое расположение атомов внутри молекулы, указывающее на наличие пяти атомов углерода, четырех атомов водорода и двух атомов кислорода. Эта формула важна для понимания состава и молекулярной структуры соединения, тем самым облегчая различные химические процессы и применения.
Фурфурол Молярная масса
Молярная масса фурфуральдегида рассчитывается путем сложения атомных масс каждого элемента, присутствующего в его химической формуле. При молекулярной формуле C5H4O2 молярная масса фурфуральдегида составляет примерно 96,08 грамма на моль (г/моль). Эта информация имеет решающее значение для определения количества фурфуральдегида в данном образце во время химических реакций и промышленных процессов.
Температура кипения фурфурола
Фурфуральдегид имеет температуру кипения примерно 161–165°C (321–329°F). Эта температура указывает точку, в которой жидкое вещество переходит в парообразное состояние при атмосферном давлении. Понимание точки кипения имеет важное значение в тех случаях, когда фурфуральдегид необходимо испарять или перегонять.
Точка плавления фурфурола
Температура плавления фурфуральдегида составляет примерно -36,5°C (-33,7°F). Эта температура указывает на точку, в которой твердая форма фурфуральдегида превращается в жидкость. Знание температуры плавления важно для хранения, обращения и обработки соединений в твердотельных приложениях.
Плотность фурфурола г/мл
Плотность фурфуральдегида составляет примерно 1,159 грамма на миллилитр (г/мл). Плотность измеряет массу вещества в единице объема. Эта величина ценна при определении места, занимаемого фурфуральдегидом, и играет решающую роль при его хранении, транспортировке и использовании в различных отраслях промышленности.
Молекулярный вес фурфурола
Молекулярная масса фурфуральдегида, также называемая молярной массой, составляет примерно 96,08 г/моль. Эта величина представляет собой массу одного моля молекул фурфуральдегида и облегчает стехиометрические расчеты и определение количества реагентов.
Структура фурфурола
Фурфуральдегид имеет циклическую структуру, известную как фурановое кольцо, состоящее из четырех атомов углерода и одного атома кислорода. Пятый углерод образует альдегидную группу. Расположение атомов придает фурфуральдегиду ароматические и альдегидные свойства, что делает его ценным в химическом синтезе.
Растворимость фурфурола
Фурфуральдегид плохо растворяется в воде. Лучше всего растворяется в органических растворителях, таких как этанол и диэтиловый эфир. Понимание его растворимости необходимо для составления соответствующих растворов и контроля его концентрации в различных применениях, в том числе в качестве растворителя и химического промежуточного продукта.
| Появление | Бесцветная или желтая жидкость |
| Удельный вес | 1159 г/мл |
| Цвет | От бесцветного до желтого |
| Запах | Ароматный, Миндаль |
| Молярная масса | 96,08 г/моль |
| Плотность | 1159 г/мл |
| Точка плавления | -36,5°C (-33,7°F) |
| Точка кипения | 161–165°С (321–329°Ф) |
| Мигающая точка | 60°С (140°Ф) |
| Растворимость в воде | Плохо растворим |
| Растворимость | Растворим в органических растворителях, таких как этанол и диэтиловый эфир. |
| Давление газа | 4,5 мм рт.ст. при 25°C |
| Плотность пара | 3,29 (воздух = 1) |
| пКа | 7.1 |
| рН | 4,5-5,5 |
Безопасность и вред фурфурола
Фурфуральдегид представляет определенные риски для безопасности, которые требуют надлежащего обращения и мер предосторожности. Это легковоспламеняющаяся жидкость с температурой вспышки 60°C (140°F), что повышает вероятность воспламенения. Вдыхание паров может вызвать раздражение дыхательных путей и головокружение. Прямой контакт с кожей и глазами может вызвать раздражение и покраснение. Для обеспечения безопасности при работе с фурфуральдегидом используйте соответствующую вентиляцию и средства индивидуальной защиты. Держите его вдали от источников тепла или открытого огня. В случае пролития немедленно очистите его, используя соответствующие абсорбирующие материалы. Надлежащее обучение и осведомленность необходимы для минимизации рисков, связанных с обращением с фурфуральдегидом.
| Символы опасности | Легковоспламеняющийся |
| Описание безопасности | Горючая жидкость. Избегайте прямого контакта. Используйте в хорошо проветриваемом помещении. Беречь от источников тепла и открытого огня. |
| Идентификационные номера ООН | ООН 1199 |
| код ТН ВЭД | 29321100 |
| Класс опасности | Класс 3 – Легковоспламеняющиеся жидкости |
| Группа упаковки | ГЭ II |
| Токсичность | При вдыхании может вызвать раздражение и головокружение. Раздражает кожу и глаза. |
Методы синтеза фурфурола
При синтезе фурфуральдегида существуют разные методы.
Один из таких распространенных подходов — катализировать кислотную дегидратацию пентоз, таких как ксилоза и арабиноза, которые поступают из сельскохозяйственных отходов, таких как кукурузные початки или жом. В этом процессе пентозные сахара подвергаются дегидратации в присутствии сильнокислотного катализатора, обычно серной кислоты, при повышенных температурах. Кислота удаляет воду из молекул сахара, что приводит к образованию фурфуральдегида.
Другой метод заключается в окислении фурфурилового спирта в паровой фазе, получаемого восстановлением самого фурфурового альдегида. В парофазном окислении используется воздух или кислород в качестве окислителя и катализаторы, такие как оксиды металлов, для превращения фурфурилового спирта обратно в фурфуральдегид.
Кроме того, внимание привлекло производство фурфуральдегида из биомассы с использованием различных лигноцеллюлозных материалов, таких как кукурузные початки, рисовая шелуха или жом сахарного тростника. Впоследствии это сырье подвергается различным процессам, таким как гидролиз, экстракция растворителем и обезвоживание, в результате чего образуется фурфуральдегид.
Каждый из этих методов синтеза играет решающую роль в использовании потенциала фурфуральдегида как возобновляемой и универсальной химической платформы, прокладывая путь к устойчивому производству в химической промышленности.
Применение фурфурола
Фурфуровый альдегид находит широкий спектр применения благодаря своей универсальной природе и уникальным свойствам. Вот некоторые распространенные варианты использования:
- Растворитель: Фурфуральдегид используется в качестве растворителя в различных химических процессах, включая экстракцию смазочных материалов, смол и восков.
- Фармацевтические препараты: он действует как прекурсор при синтезе нескольких фармацевтических соединений, способствуя разработке лекарств.
- Сельскохозяйственные химикаты: это ключевой элемент в производстве пестицидов, гербицидов и фунгицидов для защиты сельскохозяйственных культур.
- Ингибитор коррозии: фурфуральдегид действует как ингибитор коррозии металлов, предотвращая их разрушение в различных промышленных условиях.
- Ароматизатор: его ароматические свойства делают его пригодным для улучшения вкуса продуктов питания и напитков.
- Топливная присадка: служит присадкой к бензину и дизельному топливу, тем самым улучшая эффективность их сгорания.
- Производство смол: фурфуральдегид играет важную роль в производстве фурановых смол, которые находят применение в клеях, связующих веществах и литейном производстве.
- Резиновая промышленность: Резиновая промышленность использует фурфуральдегид для улучшения процесса вулканизации и улучшения свойств резины.
- Возобновляемый ресурс: фурфуральдегид, полученный из биомассы, предлагает экологическую альтернативу нефтехимическим продуктам для конкретных применений.
- Пластмассы. Производители разработали пластмассы на основе фурфуральдегида для различных продуктов, включая упаковочные материалы.
Эти разнообразные применения подчеркивают важность фурфуральдегида как ценного соединения во многих отраслях промышленности, способствуя разработке устойчивых и инновационных решений.
Вопросы:
Вопрос: Как преобразовать лигноцеллюлозу в фурфурол?
Ответ: Лигноцеллюлозу можно превратить в фурфуральдегид, подвергнув ее кислотно-катализируемой дегидратации, при которой пентозные сахара превращаются в фурфуральдегид.
Вопрос: Сколько реакций дегидратации происходит при превращении молекулы альдопентозы в фурфурол?
Ответ: При превращении альдопентозы в фурфуральдегид происходят четыре реакции дегидратации.
Вопрос: Какая степень обезвоживания должна произойти, чтобы из фуранозы образовался фурфурол?
Ответ: Для образования фурфуральдегида из фуранозы необходимы две дегидратации.
Вопрос: Где в природе встречается фурфурол?
Ответ: Фурфуральдегид естественным образом содержится в некоторых растениях, сельскохозяйственных отходах и различных источниках биомассы.
Вопрос: Что такое фурфурол?
Ответ: Фурфуральдегид — это органическое соединение, полученное из растительного сырья, обладающее ароматической и альдегидной природой.
Вопрос: Является ли фурфурол фенолом?
Ответ: Нет, фурфуральдегид не является фенолом. Это альдегидное соединение с фурановым кольцом.
Вопрос: Является ли фурфурол танином?
Ответ: Нет, фурфуральдегид не является танином. Танины — это другой класс соединений, содержащихся в растениях.