Самостійна робота № 37

Тема: Фуран, фурфурол і тіофен. Будова і властивості.

Мета: розширити уявлення про пятичленні гетероцикли на прикладі фурану, фурфуролу, тіофену,з´ясувати їх хімічні властивості, способи одержання та використання.

Питання, що виносяться на самостійне вивчення:

1 Фуран.

1.1 Його відкриття.

1.2 Способи добування та властивості.

2 Фурфурол.

2.1 Його відкриття.

2.2 Способи добування та властивості.

3 Тіофен.

3.1 Його відкриття.

3.1 Способи добування та властивості.

Література:

1 Потапов В.М., Татаринчик С.Н. Органическая химия, учебник для учащихся химических и химико-технологических специальностей техникумов.- Москва: «Химия», 1989.

Питання для самоконтролю:

1 Перерахуйте властивості фурану.

2 Перерахуйте властивості фурфуролу.

3 Перерахуйте властивості тіофену.

Фуран - органічна сполука з формулою C₄H₄O, п'ятичленних гетероциклів з одним атомом кисню. Являє собою безбарвну рідину з характерним запахом. Родоначальник великої групи органічних сполук, багато з яких мають практичне значення, наприклад фурфурол, тетрагідрофуран, α-метілфуран.

Фуран був вперше синтезований в 1870.

Безбарвна горюча рідина з запахом хлороформу, t кип 31,33 C.

Фуран є ароматичним з'єднанням з шістьма p-електронами.

Фуран можна отримати декарбоксилюванням пірослізевой кислоти або декарбонілірованням фурфуролу в газовій фазі.

Похідні фурану отримують дегідратацією 1,4-дикарбонільних сполук.

Ацидофобні властивості. Фуран під дією кислот легко протонується по £-атомі карбону, утрачаючи при цьому ароматичні властивості. Руйнування структури під дією кислот називається ацидофобністю.

Як уже зазначалося, в α, α′-положеннях у фурану спостерігається підвищена електронна густина, тому він легко вступає в реакції електрофільного ароматичного заміщення, За таким механізмом проходять реакції галогенування, суль- фування, нітрування, ацетилювання та інші.

Реакції приєднання (дієнового синтезу).Фуран може реагувати як 1,3-дієн, тому що він проявляє проміжні властивості між ароматичними і дієновими сполуками.

Реакції окиснення.Під час окиснення фурану отримують малеїновий ангідрид.

Тіофен є найстійкішим із п’ятичленних циклів. Він не володіє ацидофобними властивостями (“не боїться кислот”). Підвищена стабільність тіофену пояснюється здатністю атома сульфуру нада- вати вакантні d -орбіталі для делокалізації -електронів, а також великим атомним радіусом атома сульфуру, завдяки чому утво- рюється цикл з меншим спотворенням валентних кутів (з меншим напруженням циклу).

Тіофен був вперше виявлений Віктором Мейєром в 1883 році в якості забруднювача бензолу. Близькими до тіофену є бензотіофен та дибензотіофен, як містять тіофен, сконденсований відповідно із одним або двома кільцями бензолу.

Тіофен виділяють із кам’яновугільної смоли, синтезують дією PCl5 на 1,4-дикарбонільні сполуки, конден- сацією 1,3-дикарбонільних сполук з похідними тіогліколевої кислоти, з бутану й сульфуру або ацетилену й гідрогенсульфіду.

Гомологи тіофену, а також деякі похідні отримують замиканням відповідних 1,4-дикарбонільних сполук за допомогою P4S10, наприклад:

Похідні тіофену досить поширені в живій природі: грибах та деяких інших вищих рослинах. Наприклад грибок «Daedelia juniperina» та коріння «Echinops spaerocephalus» містятьненасичені сполуки тіофену.

При кімнатній температурі, тіофен — це безбарвна рідина з приємним ароматом, який злегка нагадує запах бензолу, з яким тіофен має багато спільних рис.

Тіофен вважається ароматичним, хоча теоретичні розрахунки вказують на меншу ступінь ароматичності ніж у бензола, але участь однієї з пари електронів сірки в делокалізованому зв'язкуπ-системи значний, і як наслідок реакційна здатність тіофену вища ніж у бензолу (наприклад в реакціях галогенування, нітрування, формілювання та дейтрування швидкість реакції в 104 разів більша). Як наслідок його ароматичності, тіофен не проявляє звичайних властивостей тіоефірів.

Фурфуро́л (або 2-фуральдегід, фураль, фуран-2-альдегід, фурфураль, фурол) — органічна сполука, гетероциклічний альдегід фуранового ряду

(С₅ Н ₄О₂), рідина з запахом житнього хліба. Це безбарвна масляниста рідина, але на повітрі зразки швидко стають жовтими.

Отримують з різних сільськогосподарських побічних продуктів, у тому числі кукурудзяних качанів, вівсяних, пшеничних висівок і тирси за допомогою реакцій гідролізу пентозанів до пентоз і дегідратації пентоз до фурфуролу (гексозани, в свою чергу, гідролізуються до гексоз).

Фурфурол широко використовують як сировину для синтезу фурану, сильвану, фурфурилового спирту, тетрагідрофурану, фуранових смол; у фармацевтичній індустрії для синтезу фармацевтичних препаратів (в тому числі фурациліну); як екстрагент при очищенні масляних дистилятів і попередньо деасфальтованих залишків вакуумної перегонки нафти, прямогонного дизельного палива і газойлю каталітичного крекінгу, рослинних олій; для створення екологічно чистих регуляторів росту рослин.

Поиск по сайту: