呋喃

呋喃(,IUPAC:oxole),化学用名氧杂茂𫫇茂,是一种五元芳香性杂环有机物,其五元环含有四个碳原子、一个氧原子和两个环内共轭双键,并具有类似于苯环的6个π电子大共轭体系。有呋喃环的化合物為其同系物。

呋喃是无色、可燃、易挥发液体,沸点接近室温。呋喃有毒且為2B類可能致癌物質。常作为合成其他复杂有机物的起始原料。

历史
“呋喃”的英文单词furan来自拉丁文单词furfur(米糠)。1780年,卡尔·威廉·舍勒发现2-糠酸,是最先发现的呋喃衍生物;1831年,德贝莱纳报道另一种重要衍生物糠醛;1870年,有德国化学家成功制备呋喃。

製取
工业可由钯催化糠醛脱羰基生产呋喃,或用氯化铜水溶液催化氧化1,3-丁二烯:

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实验室中,可先将糠醛氧化为呋喃-2-甲酸,再脱羧成呋喃。也可热分解戊糖获得;也可用固体纤维素,尤其松木。

Feist-Bénary合成是经典合成路线。帕尔-克诺尔合成用1,4-二酮与五氧化二磷反应,是简单的方法。另外,回收噻吩的合成工艺中, 1,4-二酮和劳森试剂反应的副产品也可以得到呋喃。

化学性质
呋喃的氧原子有对孤对电子在共轭轨道平面形成大Π键,共轭平面共6粒电子,符合4n+2規則,是芳香物(见休克尔规则),“易取代难加成”。氧的另外一对孤对电子向外伸展。氧原子本身符合sp2杂化。

芳环使呋喃的化学行为不太似其它不饱和杂环。

  • 芳环的氧有给电子效应,呋喃在亲电取代時活潑于苯。共振论研究呋喃发现呋喃环的电子云密度甚大,同意亲电反应活度的理论。
  • 呋喃可作Diels-Alder反应的双烯体,与(E)-3-硝基丙烯酸乙酯等的缺电子亲双烯体周环反应,得到Z/E异构体的混合产物。(参见顺反异构与E/Z标记):

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  • 呋喃的氢化过程中会先产生二氢化呋喃的两种同分异构体(包括1,4-二氢和1,2-二氢),进而产生四氢呋喃。

鉴定
盐酸浸过的松木片和呋喃作用,松木片会显绿色。

参考文献
外部链接

参见

  • 杂环
  • 呋喃糖

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