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| 名前 | |||
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| 推奨されるIUPAC名
オキソラン[1] | |||
| 体系的なIUPAC名
1,4-エポキシブタン 1-オキサシクロペンタン | |||
| その他の名前
テトラヒドロフラン
THF 1,4-ブチレンオキシド シクロ テトラメチレンオキシド分画 フラニジン テトラメチレンオキシド、オキソラン | |||
| 識別子 | |||
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3Dモデル（JSmol）
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| 略語 | THF | ||
| チェビ |
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| チェムBL |
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| ケムスパイダー |
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| ECHA 情報カード | 100.003.389 | ||
パブケム CID
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| RTECS番号 |
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| ユニ |
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CompTox ダッシュボード ( EPA )
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| プロパティ | |||
| Ｃ4Ｈ8Ｏの | |||
| モル質量 | 72.107 グラムモル−1 | ||
| 外観 | 無色の液体 | ||
| 臭い | エーテルのような[2] | ||
| 密度 | 0.8876 g/cm 3 20 ℃で液体[3] | ||
| 融点 | −108.4 °C (−163.1 °F; 164.8 K) | ||
| 沸点 | 66 °C (151 °F; 339 K) [4] [3] | ||
| 混和性 | |||
| 蒸気圧 | 20 ℃で132mmHg [2] | ||
屈折率( n D )
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20 ℃で1.4073 [3] | ||
| 粘度 | 25 ℃ で0.48cP | ||
| 構造 | |||
| 封筒 | |||
| 1.63 D（ガス） | |||
| 危険 | |||
| GHSラベル: | |||
   [5]
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| 危険 | |||
| H225、H302、H319、H335、H351 [5] | |||
| P210、P280、P301+P312+P330、P305+P351+P338、P370+P378、P403+P235 [5] | |||
| NFPA 704 (ファイアダイヤモンド) | |||
| 引火点 | −14 °C (7 °F; 259 K) | ||
| 爆発限界 | 2～11.8% [2] | ||
| 致死量または濃度（LD、LC）： | |||
LD 50 (平均投与量)
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LC 50 (中央濃度)
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21000 ppm（ラット、3 時間）[6] | ||
| NIOSH（米国健康暴露限界）： | |||
PEL (許可)
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TWA 200 ppm（590 mg/m 3）[2] | ||
REL (推奨)
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TWA 200 ppm (590 mg/m 3 ) ST 250 ppm (735 mg/m 3 ) [2] | ||
IDLH（差し迫った危険）
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2000ppm [2 ] | ||
| 関連化合物 | |||
関連する複素環
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フラン ピロリジン ジオキサン | ||
関連化合物
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ジエチルエーテル | ||
| 補足データページ | |||
| テトラヒドロフラン（データページ） | |||
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
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テトラヒドロフラン（THF）、またはオキソランは、化学式（CH 2）4 Oの有機化合物です。この化合物は複素環式化合物、具体的には環状エーテルに分類されます。無色で水と混和する低粘度の有機液体です。主にポリマーの前駆体として使用されます。 [8] THFは極性 があり液体範囲が広いため、多目的溶媒です。別の溶媒であるブタノンの異性体です。
生産
年間約20万トンのテトラヒドロフランが生産されています。[9]最も広く使用されている工業プロセスは、1,4-ブタンジオールの酸触媒脱水です。アッシュランド/ISPは、この化学的経路の最大の製造業者の1つです。この方法は、エタノールからジエチルエーテルを生成することに似ています。ブタンジオールは、アセチレンとホルムアルデヒドの縮合に続いて水素化することで得られます。[8]デュポンは、n-ブタンを粗無水マレイン酸に酸化し、続いて触媒水素化することでTHFを生成するプロセスを開発しました。 [10] 3番目の主要な工業ルートは、アリルアルコールのヒドロホルミル化に続いて1,4-ブタンジオールに水素化することです。
その他の方法
THFはフランの触媒水素化によっても合成できる。[11] [12]これにより、特定の糖を酸触媒消化によるフルフラールへの変換と脱炭酸によるフランへの変換が可能になるが[13] 、この方法は広く実施されていない。このように、THFは再生可能な資源から得ることができる。
アプリケーション
重合
強酸の存在下では、THF はポリテトラメチレンエーテルグリコール(PTMEG)と呼ばれる線状ポリマーに変換されます。これはポリテトラメチレンオキシド (PTMO) としても知られています。
![{\displaystyle n\,{\ce {C4H8O}}\quad {\xrightarrow[{{\text{strong}} \atop {\text{酸}}}]{}}\quad {\bigl [}\!\!\!{\ce {-CH2CH2CH2CH2O -}}\!\!\!{\bigr ]}_{n}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/1ec263360fef59fda69155ee527d1528b2944f4f)
このポリマーは主にスパンデックスのような弾性 ポリウレタン繊維の製造に使用されます。[14]
溶剤として
THFのその他の主な用途は、ポリ塩化ビニル（PVC）やワニスの工業用溶剤としてです。[8] THFは誘電率が7.6の非プロトン性 溶剤です。中程度の極性溶剤であり、幅広い非極性および極性化合物を溶解できます。[15] THFは水混和性があり、低温で水と固体のクラスレート水和物構造を形成できます。 [16]
THFは、再生可能なプラットフォーム化学物質やバイオ燃料の潜在的な前駆物質となる糖類を生産するための植物リグノセルロース系バイオマスの液化と脱リグニン化を助ける水溶液中の混和性共溶媒として研究されてきた。[17] THF水溶液はバイオマスからのグリカンの加水分解を促進し、バイオマスリグニンの大部分を溶解するため、バイオマス前処理に適した溶媒となる。
THF はポリマー科学でよく使用されます。たとえば、ゲル浸透クロマトグラフィーを使用して分子量を決定する前にポリマーを溶解するために使用できます。THF は PVC も溶解するため、PVC 接着剤の主成分です。古い PVC セメントを液化するために使用でき、工業的には金属部品の脱脂によく使用されます。
THF は逆相液体クロマトグラフィーの移動相の成分として使用されます。THF はメタノールやアセトニトリルよりも溶出強度が高いですが、これらの溶媒ほど一般的には使用されていません。
THF は、 PLA、PETG 、および実質的に同様のフィラメントを使用して 3D 印刷を行う際に溶剤として使用されます。詰まった 3D プリンター部品の洗浄、押し出しラインの除去、完成品の光沢付与、印刷部品の溶剤溶接などに使用できます。
研究室での使用
実験室では、水との混和性が問題にならない場合には、THFがよく使われる溶媒です。THFはジエチルエーテル[18]よりも塩基性が高く、 Li +、Mg 2+、ボランとより強い錯体を形成します。THFはヒドロホウ素化反応や、有機リチウムやグリニャール試薬などの有機金属化合物の溶媒としてよく使われます。[19]そのため、ジエチルエーテルはグリニャール反応など一部の反応では依然として最適な溶媒ですが、他の多くの反応ではTHFがその役割を果たしています。これらの反応では強い配位が望ましく、このようなエーテル系溶媒の正確な特性（単独および混合物、さまざまな温度で）により、現代の化学反応を微調整できます。
市販のTHFには多量の水が含まれており、有機金属化合物を扱うような繊細な操作ではこれを除去する必要があります。THFは伝統的に元素ナトリウムなどの強力な乾燥剤から蒸留して乾燥されますが、分子ふるいは優れた水分除去剤であることが示されています。[20]
硫化水素との反応
固体酸触媒の存在下では、THFは硫化水素と反応してテトラヒドロチオフェンを生成する。[21]
ルイス塩基度
THFはルイス塩基であり、I 2、フェノール、トリエチルアルミニウム、ビス（ヘキサフルオロアセチルアセトナト）銅（II）などのさまざまなルイス酸と結合します。THFはECWモデルに分類されており、塩基の強さには一定の順序がないことが示されています。[23]多くの錯体はMCl 3（THF）3 の化学量論です。[24]
予防
THFは急性毒性が比較的低い溶剤で、半数致死量（LD 50 ）はアセトンと同程度である。しかし、慢性的な暴露は癌を引き起こす疑いがある。[5] [25]その優れた溶剤特性を反映して、THFは皮膚に浸透し、急速な脱水症状を引き起こす。THFはラテックスを容易に溶解するため、ニトリルゴム手袋を着用して取り扱う必要がある。非常に可燃性である。
THF がもたらす危険性の 1 つは、空気と反応して 爆発性の化合物である 2-ヒドロペルオキシテトラヒドロフランを生成する傾向があることです。
この問題を最小限に抑えるために、市販の THF はブチルヒドロキシトルエン(BHT) で安定化されていることがよくあります。THF を蒸留して乾燥させると、残留物に爆発性の過酸化物が濃縮される可能性があるため、安全ではありません。
関連化合物
テトラヒドロフラン
テトラヒドロフラン環は、リグナン、アセトゲニン、ポリケチド天然物など、多様な天然物に含まれています。[26]置換THFの合成には多様な方法が開発されています。[27]
オキソラン
テトラヒドロフランは、オキソランと呼ばれるペンティック環状エーテルの一種である。7つの構造が考えられ、[28]
- モノキソランは、このグループの根源であり、テトラヒドロフランと同義である。
- 1,3-ジオキソラン
- 1,2-ジオキソラン
- 1,2,4-トリオキソラン
- 1,2,3-トリオキソラン
- テトロキソラン
- ペントキソラン
参照
ウィキメディア・コモンズには、テトラヒドロフランに関連するメディアがあります。
- ポリテトラヒドロフラン
- 2-メチルテトラヒドロフラン
- トラップ混合物
- その他の環状エーテル：オキシラン（C
2H
4O）、オキセタン（C
3H
6O）、オキサン（C
5H
10お）
参考文献
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一般的な参考資料
- ラウドン、G.マーク（2002年）。有機化学（第4版）。ニューヨーク：オックスフォード大学出版局。p.318。ISBN 978-0-9815194-3-2。
外部リンク
- 国際化学物質安全性カード 0578
- NIOSH 化学物質の危険性に関するポケットガイド
- THF に関する米国 OSHA 情報 2017-05-02 にWayback Machineでアーカイブ
- 「2-メチルテトラヒドロフラン、テトラヒドロフランおよびジクロロメタンの代替品」。Sigma-Aldrich。2007年 5 月 23 日閲覧。