四氢呋喃（一个杂环有机化合物）

命名和编号

命名

中文名称：四氢呋喃

中文别名：1.4-环氧丁烷；四甲撑氧；氧杂环戊烷；一氧五环

英文名称：Tetrahydrofuran；oxolane

国际化合物标识：InChI=1S/C4H8O/c1-2-4-5-3-1/h1-4H2

编号信息

CAS编号：109-99-9

PubChem编号：8028

欧盟（EC）编号：203-726-8

NSC编号：57858

ICSC编号：0578

RTECS编号：LU5950000

UN编号：2056

UNII编号：3N8FZZ6PY4

DSSTox substance编号：DTXSID1021328

结构

二维结构

四氢呋喃分子是由4个C原子、8个H原子和1个O原子组成的，其分子式为C4H8O。

三维结构

图1

物性数据

1.性状：无色易挥发液体，有类似乙醚的气味。

2.pH值：5（20%水溶液）

3.熔点（℃）：-108.5

4.沸点（℃）：66

5.相对密度（水=1）：0.89

6.相对蒸气密度（空气=1）：2.5

7.饱和蒸气压（kPa）：19.3（20℃）

8.燃烧热（kJ/mol）：-2515.2

9.临界温度（℃）：268

10.临界压力（MPa）：5.19

11.辛醇/水分配系数：0.46

12.闪点（℃）：-14（CC）；-20（OC）

13.引燃温度（℃）：321

14.爆炸上限（%）：11.8

15.爆炸下限（%）：1.8

16.溶解性：溶于水、乙醇、乙醚、丙酮、苯等多数有机溶剂。

17.折射率（n20ºC）：1.4050

18.折射率（n25ºC）：1.4040

19.黏度（mPa·s,0ºC）：0.66

20.黏度（mPa·s,20ºC）：0.55

21.黏度（mPa·s,30ºC）：0.47

22.黏度（mPa·s,40ºC）：0.42

23.蒸发热（KJ/kg,66ºC）：410

24.比热容（KJ/(kg·K),20ºC,定压，液体）：1.96

25.比热容（KJ/(kg·K),60ºC,定压，气体）：1.55

26.临界密度（g·cm）：0.322

27.临界体积（cm·mol）：224

28.临界压缩因子：0.259

29.偏心因子：0.226

30.溶度参数(J·cm)0.5：19.129

31.van der Waals面积（cm·mol）：6.000×109

32.van der Waals体积（cm·mol）：44.620

33.气相标准燃烧热(焓)(kJ·mol)：-2533.16

34.气相标准声称热(焓)(kJ·mol)：-184.18

35.气相标准熵(J·mol·K)：302.41

36.气相标准生成自由能(kJ·mol)：-81.1

37.气相标准热熔(J·mol·K)：76.25

38.液相标准燃烧热(焓)(kJ·mol)：-2501.07

39.液相标准声称热(焓)(kJ·mol)：-216.27

40.液相标准熵(J·mol·K)：203.9

41.液相标准生成自由能(kJ·mol)：-83.93

42.液相标准热熔(J·mol-1·K)：123.9

分子结构数据

1、摩尔折射率：20.05

2、摩尔体积（cm3/mol）：79.7

3、等张比容（90.2K）：184.7

4、表面张力（dyne/cm）：28.8

5、极化率（10-24cm3）：7.94

计算化学数据

1.疏水参数计算参考值（XlogP）:无

2.氢键供体数量:0

3.氢键受体数量:1

4.可旋转化学键数量:0

5.互变异构体数量：无

6.拓扑分子极性表面积9.2

7.重原子数量:5

8.表面电荷:0

9.复杂度:22.8

10.同位素原子数量:0

11.确定原子立构中心数量:0

12.不确定原子立构中心数量:0

13.确定化学键立构中心数量:0

14.不确定化学键立构中心数量:0

15.共价键单元数量:1

作用与用途

1、用作溶剂、有机合成的原料。

2、用作色谱分析试剂、有机溶剂及尼龙66中间体。四氢呋喃又名一氧五环、氧杂环戊烷、四亚甲基氧，是合成农药苯丁锡的中间体，另外，可直接用于制合成纤维、合成树脂、合成橡胶，也是许多聚合材料、精密磁带和电镀工业的溶剂，还用于制己二腈、己二酸、己二胺、丁二酸、丁二醇、γ-丁内酯等，在医药工业上，可用于生产咳必清、黄体酮、利复霉素和用作制药溶剂等。

3、四氢呋喃是一种重要的有机合成原料且是性能优良的溶剂，特别适用于溶解PVC、聚偏氯乙烯和丁苯胺，广泛用作表面涂料、防腐涂料、印刷油墨、磁带和薄膜涂料的溶剂，并用作反应溶剂，用于电镀铝液时可任意控制铝层厚度且光亮。四氢呋喃自身可缩聚（经阳离子引发开环再聚合）成聚四亚甲基醚二醇（PTMEG），也称四氢呋喃均聚醚。PTMEG与甲苯二异氰酸酯（TDI）制成耐磨、耐油、低温性能好、强度高的特种橡胶；与对苯二甲酸二甲酯和1,4-丁二醇制成嵌段聚醚聚酯弹性材料。相对分子质量为2000的PTMEG与对亚甲基双（4-苯基）二异氰酸酯（MDI）制成聚氨酯弹性纤维（氨纶，即SPANDEX纤维）、特种橡胶和一些特殊用途涂料的原料。在有机合成方面，用于生产四氢噻吩、1.2-二氯乙烷、2.3-二氯四氢呋喃、戊内酯、丁内酯和吡咯烷酮等。在医药工业方面，THF用于合成咳必清、利复霉素、黄体酮和一些激素药。THF经硫化氢处理生成四氢硫酚，可作燃料气中的臭味剂（识别添加剂）。THF还可用做合成革的表面处理剂。

生产方法

工业生产最早以糖醛为原料，将糖醛与蒸气的混合物通入填充锌-铬-锰金属氧化物（或钯）催化剂的反应器，于400-420℃脱去羰基而成呋喃；然后以骨架镍为催化剂，于80-120℃呋喃加氢制得四氢呋喃。该法生产1吨四氢呋喃，约需消耗3吨多糖醛。后来发展的生产方法有许多种，工业化的方法有1,4-丁二醇催化脱水环合法，因为丁二醇是由乙炔和甲醛制得的，此法称雷由法（Reppe法）；利用氯丁橡胶单体氯丁二烯的副产物1,4-二氯丁烯生产四氢呋喃，称为二氯丁烯法；发展了以顺酐为原料的催化加氢法。

四氢呋喃的生产工艺有以下5种：

(1)

法：

由糠醛脱羰基生成呋喃，再加氢而得。

这是工业上最早生产四氢呋喃的方法之一。糠醛主要由玉米芯等农副产品水解制造。该法污染严重，不利于大规模生产，已逐步被淘汰。

(2)顺酐催化加氢法：

顺酐和氢气从底部进入内装镍催化剂的反应器，产物中四氢呋喃与γ-丁内酯比例可通过调整操作参数加以控制。反应产物与原料氢气冷却至50℃左右进入洗涤塔底部，使未反应的氢气及气态与液态产物分离，未反应的氢气及气态产物经洗涤后循环到反应器，液态产物经蒸馏而得四氢呋喃产品。该工艺可在0～(5∶1)范围内任意调整γ-丁内酯与四氢呋喃的比例，顺酐的单程转化率达100%，四氢呋喃选择性为85%～95%，产品含量达99.97%。该工艺具有催化剂性能好、流程简单、投资少等特点。

(3)1，4-丁二醇脱水环化法：

其工艺过程为：向反应器中加入1087kg 22%的硫酸水溶液，在100℃以110kg/h的速度加入1，4-丁二醇，塔顶温度维持在80℃，以大约110kg/h的速度从塔顶得到含有80%四氢呋喃的水溶液。加入50t 1，4-丁二醇后，从反应器中排除约70kg焦质。将焦质进行过滤，得到的硫酸水溶液可以重新使用，这一过程的四氢呋喃收率可以达到99%以上。硫酸是四氢呋喃工业生产中使用最早的催化剂，也是现今生产中应用较多的催化剂。此工艺技术成熟，工艺比较简单，反应温度较低，四氢呋喃收率较高，但硫酸易腐蚀设备，污染环境。

(4)二氯丁烯法：

以1，4-二氯丁烯为原料，经水解生成丁烯二醇，再经催化加氢而得。1，4-二氯丁烯在氢氧化钠溶液中水解，110℃下生成丁烯二醇，离心分离去掉氯化钠，滤液在蒸发结晶器中浓缩，分离出碱金属羧酸盐，再在蒸馏塔中除去高沸物。将精制后的丁烯二醇送入反应器，以镍为催化剂，在80～120℃及一定压力下，丁烯二醇加氢生成丁二醇，蒸馏后进人环合反应器，在常压及120～140℃下于酸性介质中生成粗四氢呋喃，蒸馏脱水和脱高沸物，最后蒸馏得高纯四氢呋喃。此法操作简便，条件温和，收率高，催化剂用量少，可连续使用。

(5)丁二烯氧化法：

以丁二烯为原料，经氧化得呋喃，再加氢而得。此法在国外已工业化。

安全资料

大鼠经口LD50:1650mg/kg；吸入LC50:21000ppm /3H.小鼠吸入LCLO:24000mg/m3/2H.低毒。该品对皮肤和粘膜有刺激作用。高浓度有麻醉作用，麻醉浓度与致死浓度相差不多。高剂量时尚有肝脏毒性。大鼠吸入590mg/m3,历3小时，眼睑及鼻粘膜发红，吸入>147750/m3,出现角膜水肿和混浊、溜延、流涕和鼻出血。大鼠、豚鼠、兔及猫在50mg/L浓度下3小时，部分动物侧倒；100mg/L下出现深度麻醉，部分动物在暴露1~4.5小时后死亡；200mg/L下1小时即出现麻醉，如长时间作用，可引起死亡。大鼠吸入浓度>14000mg/m3，出现睡眠，强直，进入深昏迷，抽搐，并有癫痫样脑电波。对麻醉作用，动物反复吸入后可出现耐受性。动物一次接触高剂量或反复接触，可出现肝脂肪浸润及细胞溶解。经口染毒，可引起胃出血和溃疡。20%水溶液直接涂于兔皮肤可引起中度皮肤刺激。50%水溶液可引起严重的腐蚀性损害，20%水溶液用于兔眼可引起严重的角膜炎。THF接触空气时形成爆炸过氧化物，可增加THF的刺激作用。国外报道引起人麻醉的浓度为73800mg/m3，人的嗅觉阈为88.5mg/m。

毒害物质数据：109-99-9(Hazardous Substances Data)

高浓度吸入后可出现头晕、头痛、胸闷、胸痛、咳嗽、乏力、胃痛、口干、恶心、呕吐等症状，可伴有眼刺激症状。部分患者可发生肝功能障碍。尿中THF浓度与环境中的THF浓度相关，还会流鼻血，可引起胃出血和溃疡；高剂量或反复接触，可出现肝脂肪浸润及细胞溶解。20%水溶液直接涂于人皮肤可引起中度皮肤刺激,50%水溶液可引起严重的腐蚀性损害。20%水溶液用于人眼可引起严重的眼角膜损坏：长期接触会导致失去性功能、生育能力，或肾疾病！

该品极度易燃，具刺激性。

危险特性：其蒸气与空气可形成爆炸性混合物。遇高热、明火及强氧化剂易引起燃烧。接触空气或在光照条件下可生成具有潜在爆炸危险性的过氧化物。与酸类接触能发生反应。其蒸气比空气重，能在较低处扩散到相当远的地方，遇火源会着火回燃。

有害燃烧产物：一氧化碳

R11Highly flammable.

高度易燃。

R22Harmful if swallowed.

吞食有害。

R23/24/25Toxic by inhalation, in contact with skin and if swallowed.

吸入、皮肤接触及吞食有毒。

R52/53Harmful to aquatic organisms, may cause long-term adverse effects in the aquatic environment.

对水生生物有害，可能对水体环境产生长期不良影响。

R36/37/38 Irritating to eyes, respiratory system and skin.

刺激眼睛、呼吸系统和皮肤。

呼吸系统防护：可能接触其蒸气时，应该佩戴过滤式防毒面具(半面罩)。必要时，建议佩戴自给式呼吸器。

眼睛防护：一般不需要特殊防护，高浓度接触时可戴安全防护眼镜。

身体防护：穿防静电工作服。

手防护：戴防苯耐油手套。

其它：工作现场严禁吸烟。工作毕，淋浴更衣。注意个人清洁卫生。

皮肤接触：脱去被污染的衣着，用肥皂水和清水彻底冲洗皮肤。

眼睛接触：提起眼睑，用流动清水或生理盐水冲洗。就医。

吸入：迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难，给输氧。如呼吸停止，立即进行人工呼吸。就医。

食入：饮足量温水，催吐，就医。

灭火方法：喷水冷却容器，可能的话将容器从火场移至空旷处。处在火场中的容器若已变色或从安全泄压装置中产生声音，必须马上撤离。

灭火剂：泡沫、干粉、二氧化碳、砂土。用水灭火无效。

小量泄漏：用砂土或其它不燃材料吸附或吸收。也可以用大量水冲洗，洗水稀释后放入废水系统。

大量泄漏：构筑围堤或挖坑收容。用泡沫覆盖，降低蒸气灾害。喷雾状水冷却和稀释蒸汽、保护现场人员、把泄漏物稀释成不燃物。用防爆泵转移至槽车或专用收集器内，回收或运至废物处理场所处置。

操作注意事项：密闭操作，全面通风。操作人员必须经过专门培训，严格遵守操作规程。建议操作人员佩戴过滤式防毒面具（半面罩），戴安全防护眼镜，穿防静电工作服，戴橡胶耐油手套。远离火种、热源，工作场所严禁吸烟。使用防爆型的通风系统和设备。防止蒸气泄漏到工作场所空气中。避免与氧化剂、酸类、碱类接触。灌装时应控制流速，且有接地装置，防止静电积聚。搬运时要轻装轻卸，防止包装及容器损坏。配备相应品种和数量的消防器材及泄漏应急处理设备。倒空的容器可能残留有害物。

储存注意事项：通常商品加有阻聚剂。储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。库温不宜超过30℃。包装要求密封，不可与空气接触。应与氧化剂、酸类、碱类等分开存放，切忌混储。采用防爆型照明、通风设施。禁止使用易产生火花的机械设备和工具。储区应备有泄漏应急处理设备和合适的收容材料。

职业标准：TWA 590毫克/立方米;STEL 640毫克/立方米

法规信息

职业标准：TWA 590mg/m；STEL 640mg/m。

化学危险物品安全管理条例(1987年2月17日国务院发布)，化学危险物品安全管理条例实施细则(化劳发[1992]677号)，工作场所安全使用化学品规定([1996]劳部发423号)等法规，针对化学危险品的安全使用、生产、储存、运输、装卸等方面均作了相应规定；常用危险化学品的分类及标志(GB 13690-92)将该物质划为第3.1类低闪点易燃液体；车间空气中四氢呋南卫生标准(GB 16231-1996)，规定了车间空气中该物质的最高容许浓度及检测方法，但是国家标准委于2017年3月下文将这项强制性国家标准转化为推荐性国家标准。