Фурфурол что это такое

Получение

Фурфурол может быть получен при кипячении с серной кислотой различных сельскохозяйственных отходов (стебли подсолнечника, соломы, отрубей), а также древесины.^[2] При этом происходит гидролиз гемицеллюлозы (одного из полисахаридов клеточных стенок растения), образующиеся пентозы (главным образом, ксилоза) под действием серной кислоты подвергаются дегидратации, ведущей к образованию фурфурола. Фурфурол отгоняется вместе с парами воды.

Физические свойства

Фурфурол — высококипящая (t_кип=161,7 °C) жидкость, плотностью 1,16 г/см³. Легко растворяется в большинстве полярных органических растворителей, но лишь незначительно растворим как в воде, так и в алканах.

Химические свойства

Вступает в характерные для альдегидов реакции. Фурановое кольцо фурфурола обладает ароматичностью, поэтому по своим свойствам он несколько напоминает бензальдегид. Для него характерны реакции замещения (в положение 4 относительно альдегидной группы). Под действием щелочей фурфурол, как и бензальдегид, вступает в реакцию Канниццаро, диспропорционируя на соль фуранкарбоновой кислоты и фурфуриловый спирт. Гидрогенизируется и вступает в реакции присоединения легче, чем ароматические соединения с бензольным ядром.

В реакциях электрофильного замещения в фурановом ядре замещается атом водорода в положении 5.

На воздухе происходит автоокисление фурфурола, продуктами реакции являются муравьиная и 2-формилакриловая кислоты.

В реакции Дильса — Альдера участвует как диен.

При нагревании до 250 °C фурфурол разлагается на фуран и моноксид углерода, иногда со взрывом.

При нагревании в присутствии сильных кислот кислород фуранового кольца присоединяет протон, ароматичность разрушается, вследствие чего фурфурол полимеризуется (осмоляется).

Применение

Фурфурол применяют на предприятиях нефтехимии как растворитель для экстракции диенов (используемых для производства синтетической резины) из смеси углеводородов.

Фурфурол и фурфуриловый спирт могут быть использованы вместе или по отдельности для получения твёрдых смол по реакции с фенолом и ацетоном, или с мочевиной. Такие смолы используются в производстве стекловолокна, некоторых деталей самолётов, и автомобильных тормозов.

Фурфурол является доступным веществом, вследствие чего широко используется в качестве исходного соединения для получения различных производных фурана^[3].

Из фурфурола получают непосредственно фуран, служащий, в свою очередь, сырьём для получения важного апротонного растворителя — тетрагидрофурана. Кроме того, фурфурол служит исходным сырьём для получения антимикробных препаратов группы нитрофуранов, таких как фурацилин и подобные.

Токсичность

Фурфурол является токсичным веществом, воздействующим на нервную систему и вызывающим раздражение кожи и слизистых оболочек, судороги и параличи. При хроническом действии может вызывать экземы, дерматиты, хронический насморк^[4].

Напишите отзыв о статье "Фурфурол"

Примечания

1. ↑ Зефиров Н.С. и др. т.5 Три-Ятр // Химическая энциклопедия. — М.: Большая Российская Энциклопедия, 1998. — 783 с. — ISBN 5-85270-310-9.
2. ↑ ^{1 2} [http://ru.euronews.com/2012/07/19/new-green-materials/ Репортаж об исследованиях компании TransFurans Chemicals], неточности перевода можно исключить обратившись к [http://www.euronews.com/2012/07/19/new-green-materials/ оригинальному материалу]
3. ↑ Джилкрист Т. Химия гетероциклических соединений. — М.: Мир, 1996. — С. 247. — 464 с. — ISBN 5-03-003103-0.
4. ↑ Новый справочник химика и технолога. Радиоактивные вещества. Вредные вещества. Гигиенические нормативы / Редкол.: Москвин А. В. и др.. — СПб.: АНО НПО «Профессионал», 2004. — 1142 с.

Литература

• Зефиров Н.С. и др. т.5 Три-Ятр // Химическая энциклопедия. — М.: Большая Российская Энциклопедия, 1998. — 783 с. — ISBN 5-85270-310-9.

Отрывок, характеризующий Фурфурол

Но вот прошла ночь, и ничего не менялось. Его сущность говорила с ней, но она стояла, омертвев, ничего не слыша, лишь без конца призывая Отцов... Она всё ещё не сдавалась.
Наконец, когда на дворе светало, в помещении вдруг появилось яркое золотое свечение – будто тысяча солнц засветила в нём одновременно! А в этом свечении у самого входа возникла высокая, выше обычной, человеческая фигура... Магдалина сразу же поняла – это пришёл тот, кого она так яро и упорно всю ночь призывала...
– Вставай Радостный!.. – глубоким голосом произнёс пришедший. – Это уже не твой мир. Ты отжил свою жизнь в нём. Я покажу тебе твой новый путь. Вставай, Радомир!..
– Благодарю тебя, Отец... – тихо прошептала стоявшая рядом с ним Магдалина. – Благодарю, что услышал меня!
Старец долго и внимательно всматривался в стоящую перед ним хрупкую женщину. Потом неожиданно светло улыбнулся и очень ласково произнёс:
– Тяжко тебе, горестная!.. Боязно... Прости меня, доченька, заберу я твоего Радомира. Не судьба ему находиться здесь более. Его судьба другой будет теперь. Ты сама этого пожелала...
Магдалина лишь кивнула ему, показывая, что понимает. Говорить она не могла, силы почти покидали её. Надо было как-то выдержать эти последние, самые тяжкие для неё мгновения... А потом у неё ещё будет достаточно времени, чтобы скорбеть об утерянном. Главное было то, что ОН жил. А всё остальное было не столь уж важным.
Послышалось удивлённое восклицание – Радомир стоял, оглядываясь, не понимая происходящего. Он не знал ещё, что у него уже другая судьба, НЕ ЗЕМНАЯ... И не понимал, почему всё ещё жил, хотя точно помнил, что палачи великолепно выполнили свою работу...

– Прощай, Радость моя... – тихо прошептала Магдалина. – Прощай, ласковый мой. Я выполню твою волю. Ты только живи... А я всегда буду с тобой.
Снова ярко вспыхнул золотистый свет, но теперь он уже почему-то находился снаружи. Следуя ему, Радомир медленно вышел за дверь...
Всё вокруг было таким знакомым!.. Но даже чувствуя себя вновь абсолютно живым, Радомир почему-то знал – это был уже не его мир... И лишь одно в этом старом мире всё ещё оставалось для него настоящим – это была его жена... Его любимая Магдалина....
– Я вернусь к тебе... я обязательно вернусь к тебе... – очень тихо сам себе прошептал Радомир. Над головой, огромным «зонтом» висела вайтмана...
Купаясь в лучах золотого сияния, Радомир медленно, но уверенно двинулся за сверкающим Старцем. Перед самым уходом он вдруг обернулся, чтобы в последний раз увидеть её... Чтобы забрать с собою её удивительный образ. Магдалина почувствовала головокружительное тепло. Казалось, в этом последнем взгляде Радомир посылал ей всю накопленную за их долгие годы любовь!.. Посылал ей, чтобы она также его запомнила.
Она закрыла глаза, желая выстоять... Желая казаться ему спокойной. А когда открыла – всё было кончено...
Радомир ушёл...
Земля потеряла его, оказавшись его не достойной.
Он ступил в свою новую, незнакомую ещё жизнь, оставляя Марии Долг и детей... Оставляя её душу раненой и одинокой, но всё такой же любящей и такой же стойкой.
Судорожно вздохнув, Магдалина встала. Скорбеть у неё пока что просто не оставалось времени. Она знала, Рыцари Храма скоро придут за Радомиром, чтобы предать его умершее тело Святому Огню, провожая этим самым его чистую Душу в Вечность.

Первым, конечно же, как всегда появился Иоанн... Его лицо было спокойным и радостным. Но в глубоких серых глазах Магдалина прочла искреннее участие.
– Велика благодарность тебе, Мария... Знаю, как тяжело было тебе отпускать его. Прости нас всех, милая...
– Нет... не знаешь, Отец... И никто этого не знает... – давясь слезами, тихо прошептала Магдалина. – Но спасибо тебе за участие... Прошу, скажи Матери Марии, что ОН ушёл... Что живой... Я приду к ней, как только боль чуточку утихнет. Скажи всем, что ЖИВЁТ ОН...
Больше Магдалина выдержать не могла. У неё не было больше человеческих сил. Рухнув прямо на землю, она громко, по-детски разрыдалась...
Я посмотрела на Анну – она стояла окаменев. А по суровому юному лицу ручейками бежали слёзы.
– Как же они могли допустить такое?! Почему они все вместе не переубедили его? Это же так неправильно, мама!.. – возмущённо глядя на нас с Севером, воскликнула Анна.
Она всё ещё по-детски бескомпромиссно требовала на всё ответов. Хотя, если честно, я точно так же считала, что они должны были не допустить гибели Радомира… Его друзья... Рыцари Храма... Магдалина. Но разве могли мы судить издалека, что тогда было для каждого правильным?.. Мне просто по-человечески очень хотелось увидеть ЕГО! Так же, как хотелось увидеть живой Магдалину...

ПРОИЗВОДСТВО ФУРФУРОЛА | Газогенераторы МСД

Фурфурол представляет собой гетероциклический альдегид из группы фурана следующего строения:

Не—— сн

II «

НС^^-С-СНО

О

В чистом виде это прозрачная, бесцветная, сильно прелом­ляющая свет, маслянистая жидкость с запахом пригорелого хлеба. При хранении фурфурол быстро темнеет, постепенно осмоляясь. Температура вспышки его лежит около 56°. Он обла­дает довольно высокой термоустойчивостью. Например, при на­гревании в течение 75 часов при 230° фурфурол распадается только на 5%.

Температура плавления фурфурола — 36,5°. При атмосфер­ном давлении он кипит при 161,7°. При понижении давления тем­пература кипения чистого фурфурола соответственно снижается.

Зависимость температуры кипения фурфурола от давления

Давление в мм рт. Ст. .8 25 65 214 310 625 707 760 812 950

Температура кипения в °С 39,9 72 90 120,3 131,6 154,4 159,0 161,7 163,8 1 70,6

Фурфурол хорошо растворим в метиловом и этиловом спирте, бензоле, ацетоне, хлороформе, серном и уксусно-этиловом эфире, дихлорэтане и т. д.

Неорганические соли практически в фурфуроле нераствори­мы, за исключением хлористого цинка и хлорного железа.

При нормальной температуре взаимная растворимость фур­фурола и воды ограничена и растет с повышением температуры (табл. 35).

Критическая температура, при которой наступает полное взаимное смешение обеих жидкостей, лежит около 120,9°. Ниже этой температуры водофурфурольная смесь разделяется на два слоя: нижний — раствор воды в фурфуроле, и верхний — раствор фурфурола в воде. Состав этих слоев представлен в табл. 35.

При перегонке водофурфурольных растворов, содержащих менее 18,4% фурфурола, последний ведет себя как легкокипящий компонент, и его содержится больше в парах, чем в кипящей жидкости. При концентрации фурфурола в растворе 18,4—84,1% содержание его в паре постоянно и равно 35,2%, а при концент­рации фурфурола более 84,1% отгоняется пар, обогащенный водой.

В табл. 36 приведен состав жидкой и паровой фазы, а также температура кипения соответствующих водофурфурольных раст­воров.

Из табл. 36 видно, что из разбавленных водных растворов фурфурол благодаря своей повышенной летучести легко отгоняет­ся и концентрируется. Однако в результате образования стойко­го азеотропа с содержанием 35,2% фурфурола дальнейшее кон­центрирование его встречает серьезные трудности. Поэтому для отделения фурфурола от воды в получаемом азеотропе применя­ют свойство последнего после конденсации до жидкого состоя­ния расслаиваться на два слоя, из которых нижний насыщен

Фурфуролом. Как было показано в табл. 35, при охлаждении водофурфурольных паров образуется расслаивающийся на два слоя конденсат, в котором нижний слой содержит фурфурола тем больше, чем ниже температура жидкости.

Этой особенностью водофурфурольных растворов обычно пользуются на практике для отделения фурфурола от избытка воды. Для этого вначале фурфурол путем ректификации кон­центрируют и охлаждают. Образующийся конденсат расслаивает­ся, нижний слой, богатый фурфуролом, охлаждают и отделяют от верхнего, разбавленного раствора фурфурола в воде. Послед­ний раствор возвращают на укрепление, а фурфурол с примесью воды направляют во вторую колонну, где под вакуумом из него отгоняется вода и получается безводный фурфурол (99%).

Практически такой метод выделения осложняется наличием в парах, кроме воды и фурфурола, также метанола, ацетона, сложных эфиров, скипидара, уксусной кислоты и ряда других продуктов. Присутствие метанола и других легкокипящих при­месей повышает в концентрированных водофурфурольных раст­ворах растворимость фурфурола и затрудняет расслаивание жидкости после ее охлаждения. Поэтому из водофурфурольного раствора перед расслаиванием должны быть отогнаны все пере­численные выше легколетучие примеси. Это осуществляется пу­тем ректификации, так как примеси кипят при более низкой температуре, чем водные растворы фурфурола. Исключение представляет только уксусная кислота, которая вследствие высо­кой температуры кипения при ректификации водофурфуроль­ных растворов остается в водном слое.

Охлажденный нижний водофурфурольный слой (после отде­ления его путем декантации) обычно содержит около 5—6% воды, для отделения которой также можно применить ректифи­кацию, при этом фракция, богатая водой, как более низкокипя — щая (табл. 36), отгоняется в верхнюю часть колонны, а в ниж­ней ее части будет концентрироваться почти безводный фурфу­рол. Поскольку в этом случае температура кипения жидкости в нижней части колонны поднимается до 162°, наблюдается зна­чительное осмоление фурфурола и его примесей на тарелках ко­лонны и в подогревателе. Для избежания этого отгонку ведут под вакуумом, благодаря чему температура кипения фурфурола резко снижается.

На основании изложенных особенностей водофурфурольных конденсатов выделение из них фурфурола-сырца, т. е. содержа­щего 5—6% воды, осуществляется по схеме, приведенной на рис. 84. По этой схеме водофурфурольный пар или конденсат, подлежащий разделению, подается на питающую тарелку 12 Ректификационной колонны 1. В колонне конденсат стекает по тарелкам вниз, а навстречу ему, снизу, поднимается острый пар, который испаряет легкокипящие фракции и поднимает их в верх­нюю часть колонны, где осуществляется их укрепление.

В самой верхней части колонны накапливается легколетучая метанольная фракция, часть паров которой поднимается по тру­бе 2 в дефлегматор 3, где конденсируется и поступает в раздели­тель флегмы 13. Оттуда часть флегмы по трубе 5 возвращается в верхнюю часть колонны и способствует укреплению легколе­тучих фракций, а часть укрепленной метанольной фракции отби­рается через холодильник 4 в сборник.

Поскольку водофурфурольная смесь кипит выше метанольной фракции, она концентрируется на тарелках колонны 1 несколько ниже и по трубе 6 непрерывно отбирается через холодильник 7, в декантатор 8. Это небольшого размера сосуд, в котором охлаж,- денная водофурфурольная смесь расслаивается. Верхний раст­вор фурфурола в воде по трубе 10 с гидрозатвором возвращается
в колонну на несколько тарелок ниже места отбора. Нижний слой фурфурола-сырца по трубе 9 отбирается в сборник, откуда поступает на вакуум-разгонку. Уксусная кислота остается в воде и вместе с водой по трубе 11 в виде лютера выводится из нижней части колонны. Концентрация уксусной кислоты в лютере (в за-

Висимости от состава исходного растительного сырья и режима переработки) колеблется от 1 до 3%.

На некоторых фурфурольных заводах уксусную кислоту в лю — теое нейтрализуют содой или известью, после чего раствор солей выпаривают в вакуум-выпарных аппаратах. Этим методом удает­ся получать относительно дешевый уксуснокислый натр или

23 А. К. Славянский
уксуснокальциевую соль. Если в принятой технологии предусмат­ривается нейтрализация фурфурольных паров перед их конден­сацией или прямым поступлением на колонну, то образующийся лютер не содержит уксусной кислоты и может быть сброшен в ка­нализацию без дополнительной очистки. Фурфурольный конден­сат, содержащий, кроме метанольной фракции, скипидар, пере­рабатывают в колонне несколько более сложной конструкции, чем приведенная на рис. 84. Отделение скипидара основано на том, что вместе с водяным паром он гонится легче фурфурола, но труднее метанольной фракции. Поэтому скипидарную фрак­цию отбирают с тарелок, расположенных выше отбора фурфуро­ла и ниже отбора метанола.

Из-за близкого соседства метанол появляется на тарелках со скипидаром, поэтому последний частично растворяется в водо — фурфурольной смеси и перестает отделяться декантацией. В свя­зи с этим отбираемую скипидарную фракцию разбавляют водой. Скипидарный слой всплывает, его отделяют, а водно-метаноль — ный раствор возвращают в колонну.

Такой метод позволяет раздельно получать метанольную фракцию, скипидар-сырец и сырой фурфурол с содержанием 95—97%- Для получения чистого фурфурола с содержанием 99%, фурфурол-сырец подвергают, как уже указывалось, допол­нительной перегонке в вакууме. Для этой цели применяют колон­ны периодического и непрерывного действия. Устройство кубовой колонны периодического действия представлено на рис. 85.

Этот аппарат состоит из куба 1, соединенного с одним или двумя выносными трубчатыми подогревателями 10. Такое уст­ройство необходимо для периодической очистки трубок подогре­вателей от образующегося на поверхности их смолистого нага­ра. Пары кипящей жидкости из куба поднимаются в небольшую насадочную колонну 2 и далее в дефлегматор 3, служащий для укрепления флегмы.

Количество отбираемого дистиллята регулируют трехходовым краном. Несконденсировавшиеся в дефлегматоре 3 пары с воз­духом поступают в дополнительный конденсатор 4, где удержи­ваются и возвращаются в поток флегмы. Несконденсировавшие­ся газы по трубе 11 отсасываются вакуум-насосом, поддержива­ющим в системе остаточное давление 50—100 мм рт. ст., соот­ветствующее температуре кипения чистого фурфурола (около 100°). Конденсат из делительного крана 6 поступает в холодиль­ник 5 и далее в сборники конденсата 7, 8, 9. При такой разгонке вначале гонятся легкие примеси, включающие метанол, скипидар и воду. Они собираются в приемнике 7. Затем гонится чистый безводный фурфурол, собираемый в сборнике 8. В конце гонки температура паров в кубе постепенно повышается. Эти пары пос­ле конденсации собираются в сборнике 9. Фракция в этом сбор­нике содержит высшие терпены, полимеры фурфурола и т. д. Смолистый кубовый остаток удаляется по трубе 12. Пользуясь
этим аппаратом, можно получить практически безводный фурфу­рол, пригодный для последующей химической переработки.

Рассмотренный выше способ получения чистого фурфурола основан на использовании фурфурольных паров, получающихся при гидролизе пентозансодержащего растительного сырья. Реак­ция вначале заключается в гидролизе пентозанов до пентоз по уравнению

(С6 Н8 о4) п + п НаО — п С5 нш05, пентозаны пентозы

Далее образовавшиеся пентозы (ксилоза, арабиноза) дегидрати­руются, причем на каждую молекулу моносахаридов отщепляет­ся ЗН20 и образуется молекула фурфурола н н

Нос—— сон не—— сн

I I — зн2о —*• I I

Н2С С-СНО НС С-СНО

/ /

ОН НО

Лен/г/оза

Обе эти реакции катализируются кислотами и ускоряются примерно в 2 раза на каждые 10°.

На гидролизно-спиртовых заводах, перерабатывающих в ос­новном хвойную древесину, процесс гидролиза разбавленной сер­ной кислотой ведется в сравнительно жестких условиях, приводя­щих к частичной дегидратации образующихся пентоз до фурфу­рола. Фурфурол выделяется вместе с парами воды при испарении гидролизата, выходящего из гидролизаппаратов в испарители. После отделения и конденсации этих паров в теплообменниках (стр. 324) получается конденсат, содержащий 0,2—0,4% фурфу­рола. После укрепления в специальных установках до содержа­ния 2—3% фурфурола этот раствор подвергается обработке в описанной выше системе ректификационных аппаратов, где фурфурол освобождается от примесей и воды.

Схема переработки такого конденсата (с выделением фурфу­рола-сырца) представлена на рис. 86. Гидролизат 1 по этой схеме из гидролизаппаратов поступает в испаритель 2 высокого давле­ния, где частично вскипает и охлаждается. Образующиеся при этом пары, содержащие фурфурол с примесью метанола, эфироа и скипидара, поступают в решоферы 4, где конденсируются, на­гревая воду, идущую на приготовление разбавленной серной кислоты. Полученный конденсат проходит конденсатоотводчик 5, не пропускающий пара, и попадает в испаритель 6, где допол­нительно вскипает. Образующийся пар подается в верхнюю часть десорбционной колонны 7, предназначенной для предварительно­го укрепления паров фурфурола. Конденсат из испарителя 6 по­дают в среднюю часть колонны, заполненную керамической на­садкой или тарелками.

Гидролизат из испарителя 2 высокого давления поступает в испаритель 3 низкого давления, где снова вскипает. Образую­щийся пар поступает в нижнюю часть десорбера, который рабо­тает как ректификационная колонна, в верхней части которой собираются укрепленные пары фурфурола. Они проходят в решо­феры 8, где охлаждаются, нагревая воду, и в виде укрепленного конденсата через делительный кран 9 частично (в виде флегмы) возвращаются на дальнейшее укрепление в колонну 7. Конден­сат в этой колонне исчерпывают паром из испарителя 3.

Часть укрепленного фурфурольного конденсата через дели­тельный кран отбирается в приемники 10, откуда насосом И перекачивается на питающую тарелку фурфурольной колонны 12. Концентрация фурфурола в этих сборниках составляет 2-4%.

Фурфурольная колонна 12 имеет дефлегматор 14 и выходной конденсатор 15. Летучие примеси к фурфуролу, состоящие из низкокипящих эфиров и ацетона, отбираются по трубе 16. Мета- нольная фракция отводится с верхних тарелок колонны в холо­дильник 17 и далее в сборник метанола 18. Скипидарная фрак­ция отводится с тарелок 19, расположенных ниже, в декантатор

20, куда одновременно поступает вода для разбавления смеси и выделения скипидара, который всплывает и по трубе отводит­ся в сборник 21 сырого скипидара. Разбавленная жидкость сни­зу декантатора возвращается в колонну. Фурфурольный конден­сат отбирается еще ниже через холодильник 22 и декантатор 23. Из него сырой фурфурол стекает в сборник 24, откуда периоди­чески или непрерывно направляется в описанную выше вакуум — перегонную установку для обезвоживания. Исчерпывание фурфу­рола из конденсата в колонне производится острым паром — 13.

На гидролизно-спиртовых заводах образуется небольшое ко­личество фурфурола, и выработка его на заводе средней мощно­сти обычно не превышает 150—300 т в год. Между тем потреб­ность нашей страны в фурфуроле измеряется десятками тысяч тонн в год, поэтому этот путь не может быть основным для обес­печения промышленности фурфуролом.

Многотоннажное производство фурфурола основывается на переработке больших количеств богатого пентозанами и дешево­го растительного сырья, к которому в первую очередь относятся: кукурузная кочерыжка (35—40% пентозанов), хлопковая шелу­ха (21—24% пентозанов), подсолнечная лузга (23—26% пенто­занов) и лиственная древесина (20—29% пентозанов). Расти­тельное сырье измельчают, смачивают разбавленными кислотами и нагревают острым паром до температуры 140—180°. В резуль­тате такой обработки пентозаны гидролизуются до пентоз, кото­рые затем дегидратируются до фурфурола. Последний отгоняет­ся с водяным паром и выделяется в чистом виде по описанной выше схеме. Твердый остаток растительного сырья, состоящий из лигнина и большой части целлюлозы (целлолигнин), подвер­гается гидролизу разбавленной серной кислотой, а образующий­ся гидролизат, состоящий главным образом из глюкозы, может быть использован, например, для производства кормовых дрож­жей. Целлолигнин может быть использован также в виде сырья для производства волокнистых плит, древесного угля, активного угля, глюкозы или как топливо.

Практически изложенный выше принцип получения фурфу­рола из различных видов богатого пентозанами растительного сырья вылился в несколько различных технологических процес­сов.

Ниже мы более подробно рассмотрим некоторые из них.

На рис. 87 представлена схема технологического процесса непрерывного получения фурфурола без применения минераль­ной кислоты (способ Ског-Сево). Этот способ заключается в на­гревании измельченного растительного сырья перегретым паром прд давлением 12 ати до температуры 180—190°. В этих усло­виях содержащаяся в растительном сырье в связанном виде уксусная кислота отщепляется в количестве от 2 до 6% от абсо­лютно сухого сырья и, создавая необходимую кислотность среды, способствует гидролизу пентозанов с последующей дегидрата­цией пентоз и образованием фурфурола. По этому методу из 1 т абсолютно сухой дубовой древесины (одубина) получается около 60 кг товарного фурфурола.

Растительное сырье обрабатывают острым паром в гидроли- зере непрерывного действия. Он имеет форму вертикального, слегка расширяющегося книзу цилиндра У, в верхнюю крышку

Которого вмонтирован питатель 2, представляющий собой кони­ческий шнек. При помощи питателя в верхнюю часть гидроли — зера непрерывно подается измельченное растительное сырье. Пи­татель создает необходимую плотность сырья в месте поступле­ния его в гидролизер, поддерживая в последнем давление около 12 атм.

В нижней части гидролизера установлен сборный шнек 8 и клапан 9 для непрерывной выгрузки целлолигнина. В резуль­тате снижения давления целлолигнин вместе с образовавшимся паром выбрасывается в циклон 10, где пар отделяется от твер­дых частиц и выводится по трубе 15 в атмосферу, а осевший на дно циклона целлолигнин выгружается под циклон //.

Перегретый пар с температурой 250°, под давлением 12 ати Подается в гидролизер снизу, проходит снизу вверх через толщу сырья, насыщается образующимся фурфуролом и выводится вместе с ним через верхнюю часть гидролизера по трубе 3. Ско­рость перемещения сырья в гидролизере рассчитана на время пребывания его в реакционном пространстве — около 60 мин.

Установка этого типа, изготовляемая фирмой «Дефибратор» (Швеция), работает непрерывно.

Пар, выходящий из гидролизера по трубе 3, поступает1 в ки­пятильник 4, где через стенки трубок нагревает воду, которая, вскипая, образует пар, выходящий по трубе 5 в сепаратор 7. В нем вследствие снижения скорости пара выделяются и оседают увлеченные капли жидкой воды, которая по трубе 6 снова воз­вращается в кипятильник 4. Испарившаяся в кипятильнике 4 во­да непрерывно восполняется свежей умягченной водой.

Образовавшийся пар под давлением около 2 ати из сепара­тора 7 поступает обычно на питание колонн для укрепления и очистки фурфурола. Избыток этого пара может быть исполь­зован и для других производственных нужд. Фурфурольный пар, отдающий тепло воде, конденсируется в межтрубном пространст­ве кипятильника 4, проходит через дополнительный холодильник 12 и собирается в промежуточном сборнике 13. Из последнего фурфурольный конденсат, содержащий 2,5—3,5% фурфурола и около 1,5% уксусной кислоты, по трубе 14 непрерывно подает­ся в описанную выше колонну (см. рис. 84) для укрепления и очистки.

В этом методе работы применяется гидролизер непрерывного действия, изготовляемый из кислотоупорной стали толщиной 12 мм. Высота гидролизера около 7,5 м, диаметр в верхней части 1,4 и нижней 1,6 м. Общий объем около 12 м3. Общая мощность электродвигателей, приводящих в движение механизмы гидро­лизера, 60 кет.

На старых фурфурольных заводах, работающих по описанно­му выше методу, вместо гидролизеров непрерывного действия установлены обычные вертикальные гидролизеры периодическо­го действия, описанные в разделе, посвященном производству этилового спирта (стр. 321).

При этом методе работы выход фурфурола обычно составля­ет около 30% от теоретически возможного. Низкий выход фур­фурола по этому методу является основным его недостатком.

Значительно выше выход фурфурола, составляющий 50—60% от теоретически возможного, получается при применении мето-

‘ На трубе 3 часто устанавливают циклон — для улавливания увлечен­ных паром твердых частиц.

Дов, основанных на обработке паром растительного сырья, пред­варительно смоченного разбавленной серной кислотой.

В настоящее время применяется несколько вариантов этого способа. По одному из вариантов измельченное растительное сырье вначале подается в горизонтальный лоток, снабженный шнеком для перемещения сырья. Сверху, вдоль лотка, установ­лен ряд форсунок, через которые поступает разбавленная серная кислота (8—10%) для смачивания сырья. Расход кислоты со­ставляет около 3% от веса сырья с 20%-ной влажностью.

Смоченное кислотой сырье периодически загружается через горловину в вертикальный гидролизер, устройство которого мож­но видеть на рис. 88. Такой гидролизер представляет собой вер-

У¥

Рис. 88. Типы аппаратов для получения фурфурола периодическим методом:

А — вертикальный аппарат с мешалкой; б — горизонтальный вращающийся аппарат; В — вертикальный аппарат без мешалки; 1 — цилиндр; 2 — вал с лопастями; 3— загру­зочная горловина; 4 — штуцер для отвода паров фурфурола; 5 — нижний лаз для вы­грузки целлолигнима; 6 — подшипники; 7 — гидролизер; 8 — загрузочное и разгрузочное отверстие; 9 — перфорированная труба для подачи пара в аппарат; 10— перфорирован­ная труба для отвода паров нз аппарата; И — верхняя загрузочная горловина; 12 — ниж­няя разгрузочная горловина

Тикальный стальной цилиндр 1, оборудуемый иногда обогреваю­щей рубашкой и вертикальным вращающимся валом 2, опираю­щимся на подшипники 6.

Целлолигнин по окончании реакции выгружают через лаз 5. Пар, нагретый до температуры 220—240°, с давлением 8—10 атм Поступает в нижнюю часть гидролизера и проходит через сырье снизу вверх, насыщаясь парами фурфурола. Пары выходят из гидролизера через штуцер 4, а далее перерабатываются по
схемам, близким к описанным выше. Для равномерной обработ­ки паром сырье непрерывно перемешивается в гидролизере вертикальной мешалкой. Благодаря этому целлолигнин не сле­живается и легко выгружается в виде сухого остатка, когда открывается нижний лаз 5.

По другому варианту, получившему распространение за пре­делами СССР, фурфурол получают в горизонтальном сигаровид — ном или шаровом вращающемся гидролизере 7 (рис. 88,6). Ап­параты такого типа обычно покрыты внутри слоем кислотоупор­ных керамических или угольных плиток. Загружают сырье и по­дают определенное количество разбавленной серной кислоты через боковое отверстие 8. Через это же отверстие выгружают целлолигнин по окончании варки. На 1 т сухого сырья подается 0,3—0,4 м3 серной кислоты с концентрацией около 7—8%. После загрузки и смачивания сырья отверстие закрывается и гидроли­зер приводят во вращение. Одновременно в гидролизер через левую полую ось и перфорированную трубу 9 подают острый пар, который, нагревая содержимое гидролизера, проходит через него снизу вверх, насыщается фурфуролом и выходит по трубе 10 через правую полую ось из гидролизера, поступая на установ­ку для выделения фурфурола.

В ряде случаев на фурфурольных заводах, работающих по этому методу, для упрощения процесса устанавливают верти­кальные неподвижные гидролизеры (рис. 88,в), покрытые внутри кислотоупорным слоем и не имеющие приспособлений для пере­мешивания сырья. Сырье в такие гидролизеры загружают через верхнюю загрузочную горловину 11, а целлолигнин или выгру­жается через нижнюю горловину 12, или здесь же подвергается перколяционному гидролизу для превращения целлюлозы в глю­козу, после чего лигнин удаляется из аппарата через нижнюю горловину 12. Делаются попытки осуществить в таких аппаратах непрерывный процесс путем установки на верхней горловине1 питателя для сырья, а на нижней — выгружателя остатка.

При получении фурфурола прямым методом на 1 т его расхо­дуется 15—25 г пара и от 200 до 500 кг концентрированной сер­ной кислоты. Выход фурфурола в этом случае зависит от содер­жания пентозанов в исходном растительном сырье, а также при­нятого режима работы и колеблется от 7—8% (хлопковая шелу­ха, подсолнечная лузга) до 10—12% (кукурузная кочерыжка), составляя 50—60% от теоретически возможного выхода.

В ряде случаев при прямом методе получения фурфурола из богатого пентозанами растительного сырья вместо серной кисло­ты применяют кислые или нейтральные соли (суперфосфат, алю­миниевые квасцы и т. д.).

Получаемый описанным выше способом фурфурол использу­ется для различных целей. Так, в нефтяной промышленности фурфурол применяют в качестве селективного растворителя для очистки смазочных масел. Для этой цели неочищенное масло
нагревают с фурфуролом до температуры, при которой они вза­имно растворяются. При охлаждении такого раствора до темпе­ратуры ниже критической оба компонента снова расслаиваются, причем выделяющийся фурфурольный раствор содержит все по­сторонние примеси масла. После отгонки от этих примесей фур­фурол снова используется для очистки новых порций масла.

Основным потребителем фурфурола является химическая промышленность, где он используется как сырье для получения различных производных, находящих широкое применение в раз­личных синтезах. Например, путем гидрирования водородом под давлением и при повышенных температурах в присутствии нике­левого катализатора фурфурол превращается в фурфуриловый спирт,

Фур(рури/>о6д/й

СЛ//р/7]

Идущий для получения различных смол. При нагревании фурфу­рола с окисью кальция или катализатором из хромитов марган­ца, железа и цинка получается фуран,

■сн

НС гн

/сн о

Используемый для различных синтезов и как растворитель.

При окислении фурфурола кислородом воздуха получают ма — леиновый ангидрид, а при гидрировании фурфурола и фурана с различными катализаторами получают тетрагидрофуран, тет- рагидрофурфуриловый спирт и ряд других продуктов. В ряде стран фурфурол используется как исходное сырье для производ­ства нейлона.

Заслуживают внимания также продукты конденсации фурфу­рола с ацетоном или фенолом и формальдегидом, а именно: раз­личные смолы, используемые в промышленности пластических масс. Производные фурфурола используются также в медицине, сельском хозяйстве, на строительстве и во многих других обла­стях.

Комментирование на данный момент запрещено, но Вы можете оставить

на Ваш сайт.

Фуран — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Фуран (оксол-2,4-диен) — органическое соединение с формулой C₄H₄O. Пятичленный гетероцикл с одним атомом кислорода. Представляет собой бесцветную жидкость с характерным запахом, напоминающим хлороформ.^[1] Родоначальник большой группы органических соединений, многие из которых имеют практическое значение, например фурфурол, тетрагидрофуран, α-метилфуран^[2].

Фуран был впервые синтезирован в 1870 году.^[3][4]

Бесцветная горючая жидкость с запахом хлороформа, t_кип 31,33 °C.

Фуран является ароматическим соединением с шестью p-электронами.

Фуран можно получить декарбоксилированием пирослизевой кислоты или декарбонилированием фурфурола в газовой фазе.

Производные[править | править код]

Существует два основных метода синтеза замещённых фуранов^[5]:

• синтез Пааля — Кнора — циклизация 1,4-дикарбонильных соединений в присутствии катализаторов кислой природы (P₂O₅, ZnCl₂, кислых ионообменных смол). Распространение метода ограничено низкой доступностью исходных 1,4-дикарбонильных соединений.
• синтез Фейста — Бенари — реакция α-галогенкетонов с 1,3-дикарбонильными соединениями;

Полимеризация[править | править код]

Чистый фуран легко полимеризуется под действием кислот.

Электрофильное замещение[править | править код]

Для фурана характерны различные реакции электрофильного замещения. Однако, низкая устойчивость этого соединения требует проведения реакций в мягких условиях.^[1]

Циклоприсоединение[править | править код]

В реакцию Дильса — Альдера фуран вступает как диен.

Фуран — промежуточный продукт в синтезе тетрагидрофурана, используется также для получения пиррола (реакцией с NH₃ в присутствии Al₂O₃)^[2].

Медицинская энциклопедия - фурфурол

Фурфурол (Фурфураль, 2-формилфуран, 2-фурилальдегид) С5Н4O2. Бесцветная жидкость, быстро буреющая на воздухе, с запахом миндаля, t° плавления  —36,5°, t° кипения 161,7°, растворима в воде, спирте, эфире, бензоле. Применяется в качестве растворителя лаков и красок,  ускорителя вулканизации каучука, в производстве пластмасс.

Проникает в организм в виде паров через дыхательные пути. Обладает раздражающим действием на слизистые оболочки.

При остром отравлении возникает раздражение слизистой оболочки носа, верхних дыхательных путей и глаз, слюнотечение, тошнота, чувство жжения в горле.

При хроническом отравлении отмечаются жалобы на раздражение слизистых оболочек верхних дыхательных путей, глаз, жалобы на головную боль, в некоторых случаях возникает чувство онемения языка и снижение обоняния, возникают экземы и дерматиты. При длительном контакте с фурфуролом у рабочих может наблюдаться выраженное желто-коричневое окрашивание кожи преимущественно ладоней и стоп.

Профилактика отравлений: герметизация оборудования и механизация процессов слива фурфурола, использование эффективных местных вентиляционных вытяжных устройств, применение фильтрующих промышленных противогазов. Проведение периодических профилактических медосмотров с участием терапевта, невропатолога, окулиста, дерматолога. Предельно допустимая концентрация фурфурола в воздухе рабочей зоны 10 мг/м³.

Первая помощь при отравлении: при раздражении конъюнктивы — промывание глаз 2% содовым раствором, при раздражении слизистой оболочки дыхательных путей — содовые ингаляции. В тяжелых случаях — ингаляция кислорода, лобелии (1% раствор 1 мл), глюкоза внутривенно (30—40 мл 40%  раствора).

Фурфурол — αфурилальдегид, производное фурана, формула  С5Н4О2. Бесцветная маслообразная жидкость, быстро темнеющая на свету. В малых концентрациях обладает приятным запахом, напоминающим запах свежего ржаного хлеба, в больших концентрациях пахнет неприятно; t° кипения 161,7°; t° плавления 36,5°.

В промышленности фурфурол получают при переработке древесины и из отходов сельскохозяйственных культур (кочерыжки кукурузных початков) при нагревании их до t° 200° в присутствии минеральных кислот. По химическим свойствам фурфурол сходен с ароматическими альдегидами.

Применяется в качестве растворителя для лаков и красок и как исходное вещество в производстве смол, обладающих большой стойкостью(фенолформальдегидные смолы), является исходным продуктом для получения ряда фармакологических препаратов — фурацилина, фурадонина.

Фурфурол как промышленный яд. Фурфурол является ядом для нервной системы, вызывающим судороги и параличи; при десятиминутном вдыхании (конц. 0,5 мг/л) возникают легкое раздражение слизистой оболочки носа, слюнотечение, легкая тошнота.

При хроническом отравлении (конц. 0,007—0,053 мг/л, продолжительность действия до трех месяцев) возникают конъюнктивиты, слезотечение, раздражение слизистых оболочек, головная боль.

См. также Яды промышленные.

фурфуриловый спирт - это... Что такое фурфуриловый спирт?

фурфуриловый спирт

фурфури́ловый спирт бесцветная жидкость; t_кип 171°C. Применяют для получения фуриловых и других смол. См. Фурановые смолы.

* * *

ФУРФУРИЛОВЫЙ СПИРТ ФУРФУРИ́ЛОВЫЙ СПИРТ, бесцветная жидкость, t_кип 171 °С. Применяют для получения фуриловых и других смол. См. Фурановые смолы (см. ФУРАНОВЫЕ СМОЛЫ).

Энциклопедический словарь. 2009.

• фурункулёз
• фурфурол

Смотреть что такое "фурфуриловый спирт" в других словарях:

• Фурфуриловый спирт — (далее ФС) бесцветная жидкость, темнеющая на воздухе. Бурно реагирует с концентрированными минеральными кислотами. Используется как растворитель нитроцеллюлозы для производства лаков и защитных водонепроницаемых покрытий, является одним из… …   Официальная терминология

• ФУРФУРИЛОВЫЙ СПИРТ — бесцветная жидкость, tкип 171 .С. Применяют для получения фуриловых и других смол. См. Фурановые смолы …   Большой Энциклопедический словарь

• ФУРФУРИЛОВЫЙ СПИРТ — фуриловый спирт жидкость, растворимая в воде и в органических растворителях с плотностью 1129 кг/ м3. Самоконденсацией фурфуриловый спирт или его конденсацией с фенолом, карбамидом, фурфуролом в присутствии катализатора получают смолы,… …   Металлургический словарь

• фурфуриловый спирт — furfurilo alkoholis statusas T sritis chemija formulė OC₄H₃CH₂OH atitikmenys: angl. furfuryl alcohol rus. фурфуриловый спирт ryšiai: sinonimas – 2 furilmetanolis …   Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

• ФУРФУРИЛОВЫЙ СПИРТ — см. Фурфурал …   Химическая энциклопедия

• ФУРИЛОВЫЙ СПИРТ — смотри Фурфуриловый спирт …   Металлургический словарь

• Фурфурол — Фурфурол …   Википедия

• ФУРАНОВЫЕ СМОЛЫ — термореактивные олигомерные или полимерные продукты конденсации и ионной полимеризации фурфурола, фурфурилового спирта и их смесей друг с другом или с разл. соединениями. Представляют собой твердые аморфные или жидкие темноокрашенные в ва.… …   Химическая энциклопедия

• Гвоздичное масло — Гвоздичное масло  эфирное масло, которое содержится в цветочных почках, цветоножках, листьях и стеблях гвоздичного дерева (Syzygium aromaticum …   Википедия

• ФЕНОЛО-ФОРМАЛЬДЕГИДНЫЕ СМОЛЫ — жидкие или твердые аморфные олиго и полимерные продукты поликонденсации фенолов с формальдегидом или его производными. Состав, структура и св ва Ф. ф. с. определяются природой и соотношением исходных компонентов, а также условиями синтеза (среда …   Химическая энциклопедия

Фурфурол Википедия

Фурфурол (2-фуранкарбальдегид, фурфураль) (от лат. furfur — отруби) — альдегид, производное фурана. Представляет собой жидкость с запахом свежего ржаного хлеба^[2] или миндаля^[3].

Получение

Фурфурол может быть получен при кипячении с серной кислотой различных сельскохозяйственных отходов (стебли подсолнечника, соломы, отрубей), а также древесины.^[3] При этом происходит гидролиз гемицеллюлозы (одного из полисахаридов клеточных стенок растения), образующиеся пентозы (главным образом, ксилоза) под действием серной кислоты подвергаются дегидратации, ведущей к образованию фурфурола. Фурфурол отгоняется вместе с парами воды.

Физические свойства

Фурфурол — высококипящая (t_кип=161,7 °C) жидкость, плотностью 1,16 г/см³. Легко растворяется в большинстве полярных органических растворителей, но лишь незначительно растворим как в воде, так и в алканах.

Химические свойства

Вступает в характерные для альдегидов реакции. Фурановое кольцо фурфурола обладает ароматичностью, поэтому по своим свойствам он несколько напоминает бензальдегид. Для него характерны реакции замещения (в положение 4 относительно альдегидной группы). Под действием щелочей фурфурол, как и бензальдегид, вступает в реакцию Канниццаро, диспропорционируя на соль фуранкарбоновой кислоты и фурфуриловый спирт. Гидрогенизируется и вступает в реакции присоединения легче, чем ароматические соединения с бензольным ядром.

В реакциях электрофильного замещения в фурановом ядре замещается атом водорода в положении 5.

На воздухе происходит автоокисление фурфурола, продуктами реакции являются муравьиная и 2-формилакриловая кислоты.

В реакции Дильса — Альдера участвует как диен.

При нагревании до 250 °C фурфурол разлагается на фуран и моноксид углерода, иногда со взрывом.

При нагревании в присутствии сильных кислот кислород фуранового кольца присоединяет протон, ароматичность разрушается, вследствие чего фурфурол полимеризуется (осмоляется).

Применение

Фурфурол применяют на предприятиях нефтехимии как растворитель для экстракции диенов (используемых для производства синтетической резины) из смеси углеводородов.

Фурфурол и фурфуриловый спирт могут быть использованы вместе или по отдельности для получения твёрдых смол по реакции с фенолом и ацетоном, или с мочевиной. Такие смолы используются в производстве стекловолокна, некоторых деталей самолётов, и автомобильных тормозов.

Фурфурол является доступным веществом, вследствие чего широко используется в качестве исходного соединения для получения различных производных фурана^[4].

Из фурфурола получают непосредственно фуран, служащий, в свою очередь, сырьём для получения важного апротонного растворителя — тетрагидрофурана. Кроме того, фурфурол служит исходным сырьём для получения антимикробных препаратов группы нитрофуранов, таких как фурацилин и подобные.

Токсичность

Фурфурол является токсичным веществом, воздействующим на нервную систему и вызывающим раздражение кожи и слизистых оболочек, судороги и параличи. При хроническом действии может вызывать экземы, дерматиты, хронический насморк^[5].

Примечания

Литература

• Зефиров Н.С. и др. т.5 Три-Ятр // Химическая энциклопедия. — М.: Большая Российская Энциклопедия, 1998. — 783 с. — ISBN 5-85270-310-9.

Смотрите также

• 
  Термопечать что это такое
• 
  Протрузия дисков позвоночника что это такое фото
• 
  Оцинкованная сталь что это такое
• 
  Пяточный экзостоз что это такое
• 
  Землетрясение что это такое
• 
  Криптопро лицензия что это такое
• 
  Фистула в сердце что это такое
• 
  Понос и рвота у взрослого что это такое
• 
  Технический паспорт на квартиру что это такое и зачем он нужен
• 
  Сообщение конфигурации что это такое
• 
  Подрамник для картины что это такое