Главная Обратная связь

Дисциплины:

Архитектура (936)
Биология (6393)
География (744)
История (25)
Компьютеры (1497)
Кулинария (2184)
Культура (3938)
Литература (5778)
Математика (5918)
Медицина (9278)
Механика (2776)
Образование (13883)
Политика (26404)
Правоведение (321)
Психология (56518)
Религия (1833)
Социология (23400)
Спорт (2350)
Строительство (17942)
Технология (5741)
Транспорт (14634)
Физика (1043)
Философия (440)
Финансы (17336)
Химия (4931)
Экология (6055)
Экономика (9200)
Электроника (7621)






Фуран. Получение, строение, химические свойства. Применение



Фуран – бесцветная легковоспламеняющаяся жидкость с температурой кипения = 32 ºС, малорастворимая в воде.

Строение

Фуран - 6-электронные-избыточные системы, образованные за счет электронов двойных связей и неподеленной пары электронов гетероатома, причем 6-электронов приходятся на пять атомов кольца, что существенно повышает электронную плотность на каждом кольцевом атоме. 6 р-электронов образуют единое электронное облако (как в бензоле).

Для каждого гетероцикла существуют следующие взаимопереходящие друг в друга структуры:

где Z= O, S, N

 

Получение фурана

1. Дегидратационная циклизация 1,4-диоксосоединения. При получении фурана нуклеофильный атом кислорода одной из карбонильных групп атакует электрофильный атом углерода другой карбонильной группы. Фурановый цикл образуется в результате последующей дегидратации и депротонирования:

2. Получение гетероциклов реакцией Юрьева - взаимным превращением фурана, пиррола и тиофена друг в друга

 

3. Фуран впервые получен при сухой перегонке (декарбоксилирование) пирослизиевой кислоты (бариевая соль):

4. В настоящее время исходным веществом для получения фурана обычно является альдегид – фурфурол:

Наиболее эффективный способ превращения фурфурола в фуран – пропускание его вместе с парами воды над катализатором, состоящим из смеси оксидов хрома, цинка и марганца. Выход фурана в этом случае 92-95 %.

 

Химические свойства

1. Кислотно-основное превращение

Фурановое кольцо расщепляется концентрированной серной кислотой, хлоридом алюминия уже на холоду, с другими минеральными кислотами при нагревании. С разбавленной серной кислотой фуран дает бурый осадок. С метанолом, насыщенным HCl, он образует ацеталь янтарного альдегида:

Фуран устойчив к действию щелочей щелочноземельных металлов

2. Реакции присоединения

2.1. Присоединение водорода

Присоединение Н2 к фурану идет при 100-1500С и 10-15 МПа, в присутствии никеля Ренея, с образованием тетрагидрофурана (ТГФ):

2.2. Присоединение галогенов

Фуран образует нестойкие продукты присоединения галогенов. Галогены при низкой температуре присоединяются к фурановому ядру 2,5-положение. Продукт легко теряет галогенводород и даёт a-галогенофураны:

2.3. Диеновый синтез. Реакция Дильса-Альдера

Фуран вступает в диеновый синтез как обычные диены, образуя нормальные продукты, однако склонны к обратной диссоциации на исходные компоненты. Фуран присоединяет малеиновый ангидрид:



2.4. Окисление

В нейтральной и слабощелочной среде (в условиях, исключающих раскрытие ароматического кольца), фуран окисляется до малеинового ангидрида:

 

3. Реакции замещения

Фуран вступает в обычные для ароматических соединений реакции электрофильного замещения, легче чем бензол, т.к. гетероатом – ориентант 1 рода. Замещение идёт в первую очередь в a-положение, если оно занято – в b-положение.

3.1.Галогенирование

Фуран приводит сначала к образованию 2, а потом 2,5-дизамещенных:

3.2. Нитрование

Для фурана нитрование ведется в пиридине ацетилнитратом. Всегда начальный продукт - a-нитропроизводное.

Высокая восстановительная способность фурана не позволяет осуществить его прямое нитрование:

3.3. Сульфирование

Фуран сульфируется – комплексом SO3 с пиридином в пиридине. В первую очередь образуются a-сульфокислоты, связанные с пиридином:

3.4. Ацилирование

Ацилирование фурана осуществляют ангидридами кислот, при катализе хлористым цинком и оловом.

3.5. Реакции с хлорной ртутью.

Для всех пятичленных гетероциклов характерна реакция и хлоридом ртути с замещением водорода в a-положение:

4. Реакции замены гетероатома.

Применение

ФУРАН применяют для получения ТГФ, тиофена, пиррола, селенофена и малеинового ангидрида, а также в качестве растворителя и экстрагента масел и жиров. Производные фурана используют как лекарственные средства и средства защиты растений.


Эта страница нарушает авторские права

allrefrs.ru - 2018 год. Все права принадлежат их авторам!