フラン

フラン
フランの完全な構造式	番号付け規則を示す骨格式
ボールと棒のモデル	空間充填モデル
名前
	推奨されるIUPAC名フラン
	体系的なIUPAC名 1,4-エポキシブタ-1,3-ジエン; 1-オキサシクロペンタ-2,4-ジエン
	その他の名前オキソール; オキサ[5]アヌレン; 1,4-エポキシ-1,3-ブタジエン; 5-オキサシクロペンタ-1,3-ジエン; 5-オキサシクロ-1,3-ペンタジエン; フルフラン; ジビニレンオキシド
識別子
CAS番号	110-00-9 ;
3Dモデル（JSmol）	インタラクティブ画像;
バイルシュタイン参考文献	103221
チェビ	チェビ:35559 ;
チェムBL	番号: ;
ケムスパイダー	7738 ;
ECHA 情報カード	100.003.390
EC番号	203-727-3;
グメリン参照	25716
ケッグ	C14275 ;
パブケム CID	8029;
RTECS番号	LT8524000;
ユニ	UC0XV6A8N9 ;
国連番号	2389
CompTox ダッシュボード ( EPA )	ＤＴＸＳＩＤ６０２０６４６;
	InChI InChI=1S/C4H4O/c1-2-4-5-3-1/h1-4H キー: YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N ; InChI=1/C4H4O/c1-2-4-5-3-1/h1-4H キー: YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYAC;
	笑顔翻訳:;
プロパティ
化学式	Ｃ4Ｈ4Ｏの
モル質量	68.075 グラムモル−1
外観	無色の揮発性液体
密度	0.936g/mL
融点	−85.6 °C (−122.1 °F; 187.6 K)
沸点	31.3 °C (88.3 °F; 304.4 K)
磁化率（χ）	-43.09·10 −6 cm 3 /モル
危険
	GHSラベル:
ピクトグラム
シグナルワード	危険
危険有害性情報	H224、H302、H315、H332、H341、H350、H373、H412
注意事項	P201、P202、P210、P233、P240、P241、P242、P243、P260、P261、P264、P270、P271、P273、P280、P281、P301 + P312 、P302+P352、P303 +P361+P353、 P304+P312 、P304 +P340、P308+P313、P312、P314、P321、P330、P332+P313、P362、P370+P378、P403+P235、P405、P501
NFPA 704 (ファイアダイヤモンド)	3 4 1
引火点	−36 °C (−33 °F; 237 K)
自然発火; 温度	390 °C (734 °F; 663 K)
爆発限界	下限: 2.3%; 上限: 14.3% (20℃)
	致死量または濃度（LD、LC）：
LD 50 (平均投与量)	> 2 g/kg（ラット）
安全データシート（SDS）	ペナケム
関連化合物
関連する複素環	ピロール; チオフェン
関連化合物	テトラヒドロフラン(THF) ; 2,5-ジメチルフラン; ベンゾフラン; ジベンゾフラン
構造
点群	C 2v
	特に記載がない限り、データは標準状態（25 °C [77 °F]、100 kPa）の材料に関するものです。確認する（何ですか？）インフォボックス参照

フランは、 4 つの炭素原子と 1 つの酸素原子を含む 5 員芳香環からなる複素環式有機化合物です。このような環を含む化合物はフランとも呼ばれます。

フランは無色で可燃性、高揮発性の液体で、沸点は室温に近い。アルコール、エーテル、アセトンなどの一般的な有機溶媒に溶け、水にはわずかに溶ける。^[2] フランの臭いは「強いエーテル臭、クロロホルムのような」臭い。^[3] フランは有毒で、人体に対して発がん性がある可能性がある。フランは他の特殊化学物質の原料として使用される。^[4]

歴史

「フラン」という名前は、ふすまを意味するラテン語の furfurに由来しています^[5] (フルフラールはふすまから生成されます)。最初に記述されたフラン誘導体は、 1780 年にカール・ヴィルヘルム・シェーレによる2-フラン酸です。もう 1 つの重要な誘導体であるフルフラールは、1831 年にヨハン・ヴォルフガング・デーベライナーによって報告され、9 年後にジョン・ステンハウスによって特徴付けられました。フラン自体は、1870 年にハインリッヒ・リンプリヒトによって初めて合成されましたが、彼はそれを「テトラフェノール」と呼んでいました (フェノール、C ₆ H ₅ OHの 4 つの炭素類似体であるかのように)。^[6]^[7]

生産

工業的には、フランはパラジウム触媒によるフルフラールの脱炭酸反応、または銅触媒による1,3-ブタジエンの酸化反応によって製造される。^[4]

実験室では、フランはフルフラールから2-フラン酸への酸化とそれに続く脱炭酸によって得ることができる。^[8]また、ペントース含有物質やセルロース固体、特に松材の熱分解によって直接調製することもできる。

フランの合成

ファイスト・ベナリー合成はフランを合成する古典的な方法である。この反応は1,3-ジケトンをα-ブロモケトンでアルキル化し、続いて中間体ヒドロキシジヒドロフランを脱水するものである。 [9 ^{]もう1つの伝統的な経路は}、1,4-ジケトンと五酸化リン（P ₂ O ₅）を反応させるパアル・クノール合成である。^[10]

置換フランの合成には多くの経路が存在する。^[11]^[12]

自然と商業におけるフラン
ザンタックという薬はラニチジンとしても知られています。
ローズフランはローズオイルに含まれる芳香成分です。^[10]
フルフラールは糖から生成され、フランの主な供給源である。
メタノフランはメタン生成の補因子です。

構造と結合

フランは、酸素原子上の孤立電子対の1つが環内に非局在化して4n +2芳香族系を形成するため、芳香族性を有する（ヒュッケル則を参照）。芳香族性は、ベンゼンや関連複素環チオフェンおよびピロールに比べて控えめである。ベンゼン、ピロール、チオフェン、フランの共鳴エネルギーは、それぞれ152、88、121、67 kJ/mol（36、21、29、16 kcal/mol）である。したがって、これらの複素環、特にフランは、これらの環の不安定性に表れているように、ベンゼンよりもはるかに芳香族性が低い。^[13]分子は平坦であるが、酸素に結合したC=C基は、かなりの二重結合特性を保持している。酸素原子のもう1つの孤立電子対は、平坦な環系の平面内に広がっている。

共鳴寄与因子の検討により、環の電子密度が増加し、求電子置換速度が増加することがわかる。^[14]

反応性

フランは部分的に芳香族であるため、エノールエーテルと芳香環の中間の挙動を示します。テトラヒドロフランなどのエーテルとは異なります。

エノールエーテルと同様に、2,5-二置換フランは加水分解を受けやすく、可逆的に 1,4-ジケトンを生成します。

フランは、エチル（ E）-3-ニトロアクリレートなどの電子不足ジエノフィルとのディールス・アルダー反応においてジエンとして作用する。 ^[15]反応生成物は異性体の混合物であり、エンド異性体が優先される。

フランとアラインとのディールス・アルダー反応により、対応するジヒドロナフタレン誘導体が得られ、これは他の多環芳香族化合物の合成に有用な中間体である。^[16]

酸素ヘテロ原子の電子供与効果により、求電子置換反応ではベンゼンよりもかなり反応性が高い。0 °C で臭素と反応して 2-ブロモフランを生成する。

フランを水素化すると、ジヒドロフランとテトラヒドロフランが順次生成する。^[要出典]
アフマトヴィッツ反応では、フランがジヒドロピラン化合物に変換されます。
ピロールは_SiO2 やAl2O3などの_固体酸触媒 _の存在下でフランをアンモニアで処理することによって工業的に製造することができる。^[17]

安全性

フランは熱処理された市販の食品に含まれており、天然の食品成分の熱分解によって生成されます。 ^[18]^[19]焙煎コーヒー、インスタントコーヒー、加工ベビーフードに含まれています。^[19]^[20]^[21]研究によると、エスプレッソメーカーで淹れたコーヒーやカプセルで淹れたコーヒーには、従来のドリップコーヒーメーカーで淹れたコーヒーよりも多くのフランが含まれていますが、そのレベルは安全な健康限度内です。^[22]

食品からのヒトへの暴露量の予測値の約2,000倍の量のフランに暴露すると、ラットとマウスの肝細胞腫瘍やラットの胆管腫瘍のリスクが高まります。 ^[23] そのため、フランはヒトに対する発がん性の可能性がある物質としてリストされています。^[23]

参照

BS 4994 –化学プロセスプラント機器用の熱硬化性 FRP としてのフラン樹脂
フラノクマリン
フラノフラボノイド
フラノセ
フランテトラカルボン酸
単純な芳香族環
フラン脂肪酸
テトラヒドロフラン

参考文献

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外部リンク

最近の合成方法

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