2-Метилтетрагидрофуран (2-MeTHF) представляет собой органическое соединение с молекулярной формулой C 5 H 10 O. Это легковоспламеняющаяся подвижная жидкость. Он в основном используется в качестве замены тетрагидрофурана (THF) в специализированных приложениях из-за его лучших характеристик, таких как получение более высоких температур реакции или более легкое разделение (поскольку, в отличие от THF, он не смешивается с водой). Его получают из сахаров с помощью фурфурола и иногда рекламируют как биотопливо . [2]
Имена | |
---|---|
Предпочтительное название IUPAC 2-метилоксолан | |
Другие названия 2-метилтетрагидрофуран, 2-метил-ТГФ | |
Идентификаторы | |
| |
3D модель ( JSmol ) | |
ЧЭМБЛ | |
ChemSpider |
|
ECHA InfoCard | 100.002.281 |
Номер ЕС |
|
PubChem CID |
|
UNII |
|
Номер ООН | 2536 |
Панель управления CompTox ( EPA ) | |
| |
| |
Характеристики | |
С 5 Н 10 О | |
Молярная масса | 86,134 г · моль -1 |
Плотность | 0,854 г / мл |
Температура плавления | -136 ° С (-213 ° F, 137 К) [1] |
Точка кипения | 80,2 ° С (176,4 ° F, 353,3 К) [1] |
Опасности | |
Паспорт безопасности | Внешний паспорт безопасности материала |
Пиктограммы GHS | |
Сигнальное слово GHS | Предупреждение |
H225 , H302 , H315 , H318 , H319 , H335 , H336 | |
P210 , P233 , P240 , P241 , P242 , P243 , P261 , P264 , P270 , P271 , P280 , P301 + 312 , P302 + 352 , P303 + 361 + 353 , P304 + 340 , P305 + 351 + 338 , P310 , P312 , P321 , P330 , P332 + 313 , P337 + 313 , P362 , P370 + 378 , P403 + 233 | |
Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа). | |
проверить ( что есть ?) | |
Ссылки на инфобоксы | |
Структуры и свойства
2-Метилтетрагидрофуран «обратно растворим» в воде. То есть его растворимость уменьшается с повышением температуры, что является редким свойством. [3] Подобно тетрагидрофурану, 2-метилтетрагидрофуран может действовать как основание Льюиса в металлоорганических реакциях. [1] 2-Метилтетрагидрофуран обычно получают в виде рацемической смеси.
Подготовка
2-метилтетрагидрофуран обычно синтезируют путем каталитического гидрирования из фурфурола . [4]
- OC 4 H 3 CHO + 4 H 2 → OC 4 H 7 CH 3 + H 2 O
Фурфурол производится путем кислотно-катализируемого переваривания пентозановых сахаров, полисахаридов C 5 , в биомассе . Таким образом, сырье для 2-метилтетрагидрофурана представляет собой возобновляемую биомассу, богатую целлюлозой , гемицеллюлозами и лигнином , такую как кукурузные початки или жмых, а также другие растительные и сельскохозяйственные отходы. [5]
2-Метилтетрагидрофуран также может быть получен из левулиновой кислоты . Циклизация и восстановление дает γ-валеролактон :
γ-Валеролактон может быть гидрирован до 1,4-пентандиола, который затем может быть дегидратирован с получением 2-метилтетрагидрофурана:
Приложения
2-Метилтетрагидрофуран в основном используется в качестве высококипящего заменителя тетрагидрофурана в качестве специального растворителя . Он также используется в составе электролита для вторичных литиевых электродов и в качестве компонента альтернативных видов топлива . Это ценный растворитель для низкотемпературных реакций. 2-Метилтетрагидрофуран образует стекло, которое не кристаллизуется, и часто используется в качестве растворителя для спектроскопических исследований при -196 ° C. [1]
Другие распространенные применения 2-метилтетрагидрофурана - это растворитель для реактивов Гриньяра, используемых в металлоорганических и двухфазных химических процессах , из- за способности атома кислорода координироваться с ионным компонентом магния в реактиве Гриньяра или с азеотропно сухими продуктами. Использование 2-метилтетрагидрофурана обеспечивает очень чистое разделение органической водной фазы . Это популярный, но более дорогой заменитель тетрагидрофурана.
2-Метилтетрагидрофуран одобрен Министерством энергетики США в качестве добавки к бензину. Фурфурол и другие фурильные соединения (фурфуриловый спирт, метилфуран, тетрагидрофуфуриловый спирт) имеют тенденцию к полимеризации и довольно летучие. Однако сам 2-метилтетрагидрофуран более стабилен и менее летуч и поэтому подходит для использования в качестве моторного топлива.
2-Метилтетрагидрофуран был продвинут как экологически безопасная альтернатива ТГФ. [6] Несмотря на то, что 2-MeTHF более дорогой, он может обеспечить большую общую экономию процесса. 2-MeTHF обладает сольватирующими свойствами, которые являются промежуточными между диэтиловым эфиром и THF, имеет ограниченную смешиваемость с водой и образует азеотроп с водой при перегонке. Его более низкая точка плавления делает его полезным для низкотемпературных реакций, а его более высокая точка кипения позволяет проводить процедуры с обратным холодильником при более высоких температурах (по сравнению с ТГФ).
Рекомендации
- ^ a b c d Эйкок, Дэвид Ф. (2007). «Применение растворителей 2-метилтетрагидрофурана в металлоорганических и двухфазных реакциях». Орг. Процесс Res. Dev. 11 : 156–159. DOI : 10.1021 / op060155c .
- ^ Леаль Сильва, Жан Фелипе; Мариано, Адриано Пинто; Масиэль Филью, Рубенс (2018). «Экономический потенциал 2-метилтетрагидрофурана (MTHF) и этиллевулината (EL), полученных из фурфурола, производного от гемицеллюлозы». Биомасса и биоэнергетика . 119 (декабрь 2018 г.): 492–502. DOI : 10.1016 / j.biombioe.2018.10.008 .
- ^ Sicaire, Anne-Gaëlle; Виан, Мэрилин Эберт; Фили, Аврора; Ли, Инь; Билый, Антуан; Chemat, Фарид (2014), Chemat, Фарид; Виан, Мэрилин Аберт (ред.), «2-Метилтетрагидрофуран: основные свойства, производственные процессы и применение при экстракции натуральных продуктов», Альтернативные растворители для экстракции натуральных продуктов , Берлин, Гейдельберг: Springer Berlin Heidelberg, стр. 253–268, DOI : 10.1007 / 978-3-662-43628-8_12 , ISBN 978-3-662-43627-1
- ^ Хубер, GW; Иборра, S; Корма, А. (сентябрь 2006 г.). «Синтез транспортных топлив из биомассы: химия, катализаторы, техника» . Chem. Ред . 106 (9): 4044–98. DOI : 10.1021 / cr068360d . PMID 16967928 . ссылка 306
- ^ Hoydonckx, HE; Ван Рейн, ВМ; Van Rhijn, W .; Де Вос, Германия; Джейкобс, П.А. "Фурфурол и производные". Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Вайнхайм: Wiley-VCH. DOI : 10.1002 / 14356007.a12_119.pub2 .
- ^ «Более экологичные альтернативы растворителям - Брошюра» (PDF) . Sigmaaldrich.com . Проверено 15 февраля 2010 .
- Хубер, Джордж В .; Иборра, Сара; Корма, Авелино (2006). «Синтез транспортного топлива из биомассы: химия, катализаторы и инженерия» . Химические обзоры . 106 (9): 4044–4098. DOI : 10.1021 / cr068360d . PMID 16967928 .
дальнейшее чтение
- Чжэн, Хун-Янь; Чжу, Ю-Лэй; Тэн, Бо-Тао; Бай, Цзун-Цин; Чжан, Чэн-Хуа; Сян, Хун-Вэй; Ли, Юн-Ван (2006). «На пути к пониманию пути реакции парофазного гидрирования фурфурола до 2-метилфурана». Журнал молекулярного катализа A, Chemical . 246 (1-2): 18-23. DOI : 10.1016 / j.molcata.2005.10.003 .