四氫呋喃

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四氫呋喃是一類雜環有機化合物。它是最強的極性醚類之一,在化學反應萃取時用做一種中等極性的溶劑。無色易揮發液體,有類似乙醚氣味。溶於水、乙醇、乙醚、丙酮、苯等多數有機溶劑。

CAS編號

  109-99-9

其他名稱

  1,4-環氧丁烷;氧雜環戊烷;氧戊環

理化性質

物理性質

  EINECS號: 203-726-8[1]

四氫呋喃結構式

[2]  外觀與性狀:無色易揮發液體,有類似乙醚的氣味。   熔點(℃):-108.5   相對密度(水=1):0.89   沸點(℃):65.4   相對蒸氣密度(空氣=1):2.5   分子式:C4H8O   分子量:72.11   飽和蒸氣壓(kPa):15.20(15℃)   臨界溫度(℃):268   臨界壓力(MPa):5.19   閃點(℃):-20   爆炸上限%(V/V):12.4   引燃溫度(℃):230   爆炸下限%(V/V):1.5   溶解性:溶於水、乙醇、乙醚、丙酮、苯等多數有機溶劑。[3]

化學性質

四氫呋喃球棍模型

[4]  在加壓下與氯化氫作用生成1,4-二氯丁烷。易燃,與氫氧化鈉、氫氫化鉀反應強烈。與酸接觸能發生反應,不加穩定劑暴露在空氣中能形成有爆炸性的過氧化物。蒸氣能與空氣形成爆炸性混合物,爆炸極限2.3%-11.85%(vol)。由於四氫呋喃中氧原子配位能力很強,並且沸點較高,故可以用於合成格氏試劑氯苯氯乙烯和鎂只有在四氫呋喃中才能生成格氏試劑),有機鋰試劑(但能被遊離的叔丁基鋰分解,故遊離的叔丁基鋰只有在環己烷石油醚中才穩定存在)。同時由於一些無機鹽(如氯化鋰,氯化鉻氯化鈷氯化鎳溴化鉀硝酸銨高氯酸鈉,高氯酸鋰等)和常見的季銨鹽(四甲基氯化銨,四丁基溴化銨,四乙基氯化銨等)也溶於四氫呋喃,故也可以用於有機配合物的合成和有機電化學當中(作為低溫電解質和有機電化學合成的溶劑。)[5]

作用與用途

  四氫呋喃是一種重要的有機合成原料且是性能優良的溶劑,特別適用於溶解PVC;聚偏氯乙烯和丁苯胺,廣泛用作表面塗料、防腐塗料、印刷油墨、磁帶和薄膜塗料的溶劑,並用作反應溶劑,用於電鍍鋁液時可任意控制鋁層厚度且光亮。THF自身可縮聚(經陽離子引發開環再聚合)成聚四亞甲基醚二醇(PTMEG),也稱四氫呋喃均聚醚。PTMEG與甲苯二異氰酸(TDI)製成耐磨、耐油、低溫性能好、強度高的特種橡膠;與對苯二甲酸二甲酯和1,4-丁二醇製成嵌段聚醚聚酯彈性材料。相對分子質量為2000的PTMEG與對亞甲基雙(4-苯基)二異氰酸酯(MDI)製成聚氨酯彈性纖維(氨綸,即SPANDEX纖維)、特種橡膠和一些特殊用途塗料的原料。在合成溶液丁苯橡膠時,作為引發助劑的無規劑,協同丁基鋰引發反應。在有機合成方面,用於生產四氫噻吩、1.4-二氯乙烷、2.3-二氯四氫呋喃、戊內酯、丁內酯和吡咯烷酮等。在醫藥工業方面,THF用於合成咳必清、利復霉素、黃體酮和一些激素葯。THF經硫化氫處理生成四氫硫酚,可作燃料氣中的臭味劑(識別添加劑)。四氫呋喃還可用做合成革的表面處理劑。[6]

使用注意事項

危險性概述

  毒理學概述:大鼠經口LD50:1650mg/kg;吸入LC50:21000ppm /3H.小鼠吸入LCLO:24000mg/m3/2H.低毒。本品對皮膚粘膜有刺激作用。高濃度麻醉作用,麻醉濃度與致死濃度相差不多。高劑量時尚有肝臟毒性。大鼠吸入590mg/m3,歷3小時,眼瞼及鼻粘膜發紅,吸入>147750/m3,出現角膜水腫和混濁、溜延、流涕和鼻出血。大鼠、豚鼠、兔及貓在50mg/L濃度下3小時,部分動物側倒;100mg/L下出現深度麻醉,部分動物在暴露1~4.5小時后死亡;2oomg/L下1小時即出現麻醉,如長時間作用,可引起死亡。大鼠吸入濃度>14000mg/m3,出現睡眠強直,XX深昏迷抽搐,並有癲癇腦電波。對麻醉作用,動物反覆吸入后可出現耐受性。動物一次接觸高劑量或反覆接觸,可出現肝脂肪浸潤細胞溶解。經口染毒,可引起胃出血潰瘍。20%水溶液直接塗于兔皮膚可引起中度皮膚刺激。50%水溶液可引起嚴重的腐蝕性損害,20%水溶液用於兔眼可引起嚴重的角膜炎。THF接觸空氣時形成爆炸過氧化物,可增加THF的刺激作用。國外報道引起人麻醉的濃度為73800mg/m3,人的嗅覺閾為88.5mg/m3   健康危害:高濃度吸入后可出現頭暈頭痛胸悶胸痛咳嗽乏力胃痛口乾噁心嘔吐癥狀,可伴有眼刺激癥狀。部分患者可發生肝功能障礙。尿中THF濃度與環境中的THF濃度相關,還會流鼻血,可引起胃出血和潰瘍;高劑量或反覆接觸,可出現肝脂肪浸潤及細胞溶解。 20%水溶液直接塗於人皮膚可引起中度皮膚刺激,50% 水溶液可引起嚴重的腐蝕性損害。 20%水溶液用於人眼可引起嚴重的眼角膜損壞:長期接觸會導致失去XX、生育能力,或腎疾病!   燃爆危險:該品極度易燃,具刺激性。[3]

急救措施

  皮膚接觸:脫去污染的衣著,用肥皂水和清水徹底沖洗皮膚。   眼睛接觸:提起眼瞼,用流動清水或生理鹽水沖洗。就醫。   吸入:迅速脫離現場至空氣新鮮處。保持呼吸道通暢。如呼吸困難,給輸氧。如呼吸停止,立即進行人工呼吸。就醫。   食入:飲足量溫水,催吐。就醫。[3]

消防措施

  危險特性:其蒸氣與空氣可形成爆炸性混合物。遇高熱、明火及強氧化劑易引起燃燒。接觸空氣或在光照條件下可生成具有潛在爆炸危險性的過氧化物。與酸類接觸能發生反應。與氫氧化鉀氫氧化鈉反應劇烈。其蒸氣比空氣重,能在較低處擴散到相當遠的地方,遇火源會著火回燃。   有害燃燒產物:一氧化碳二氧化碳。   滅火方法:噴水冷卻容器,可能的話將容器從火場移至空曠處。處在火場中的容器若已變色或從安全泄壓裝置中產生聲音,必須馬上撤離。   滅火劑:泡沫、二氧化碳、乾粉、砂土。用水滅火無效。[3]

泄漏應急處理

  應急處理:迅速撤離泄漏污染區人員至安全區,並進行隔離,嚴格限制出入。切斷火源。建議應急處理人員戴自給正壓式呼吸器,穿防靜電工作服。從上風處XX現場。盡可能切斷泄漏源。防止流入下水道、排洪溝等限制性空間。   小量泄漏:用砂土或其它不燃材料吸附吸收。也可以用大量水沖洗,洗水稀釋後放入廢水系統。   大量泄漏:構築圍堤或挖坑收容。用泡沫覆蓋,降低蒸氣災害。噴霧狀水冷卻和稀釋蒸汽、保護現場人員、把泄漏物稀釋成不燃物。用防爆泵轉移至槽車或專用收集器內,回收或運至廢物處理場所處置。[3]

操作處置與儲存

  操作注意事項:密閉操作,全面通風。操作人員必須經過專門培訓,嚴格遵守操作規程。建議操作人員佩戴過濾式防毒面具(半面罩),戴安全防護眼鏡,穿防靜電工作服,戴橡膠耐油手套。遠離火種、熱源,工作場所嚴禁吸煙。使用防爆型的通風系統和設備。防止蒸氣泄漏到工作場所空氣中。避免與氧化劑、酸類、鹼類接觸。灌裝時應控制流速,且有接地裝置,防止靜電積聚搬運時要輕裝輕卸,防止包裝及容器損壞。配備相應品種和數量的消防器材及泄漏應急處理設備。倒空的容器可能殘留有害物。   儲存注意事項:通常商品加有阻聚劑。儲存于陰涼、通風的庫房。遠離火種、熱源。庫溫不宜超過30℃。包裝要求密封,不可與空氣接觸。應與氧化劑、酸類、鹼類等分開存放,切忌混儲。採用防爆型照明、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。[3]

製備

  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;然後以骨架鎳為催化劑,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;還有以順酐為原料的催化加氫法。[7]