Tetrahydrofurán
Tetrahydrofurán | |||||||||||||||||||||||
Všeobecné vlastnosti | |||||||||||||||||||||||
Sumárny vzorec | C4H8O | ||||||||||||||||||||||
Synonymá | oxolán, oxacyklopentán, tetrametylénoxid | ||||||||||||||||||||||
Vzhľad | bezfarebná kvapalina | ||||||||||||||||||||||
Fyzikálne vlastnosti | |||||||||||||||||||||||
Molárna hmotnosť | 72,11 g/mol | ||||||||||||||||||||||
Teplota topenia | −108.4 °C (−163.1 °F, 164.8 K) | ||||||||||||||||||||||
Teplota varu | 66 °C (151 °F, 339 K) | ||||||||||||||||||||||
Hustota | 0,8892 g/cm3 (pri 20°C) | ||||||||||||||||||||||
Rozpustnosť | miešatelný s vodou | ||||||||||||||||||||||
Teplota vzplanutia | −14 °C (7 °F, 259 K) | ||||||||||||||||||||||
Medze výbušnosti | 2%–11,8%[1] | ||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||
Pokiaľ je to možné a bežné, používame jednotky sústavy SI. Ak nie je hore uvedené inak, údaje sú za normálnych podmienok. | |||||||||||||||||||||||
Tetrahydrofurán (THF) alebo oxolán je heterocyklická organická zlúčenina. Je to bezfarebná kvapalina, ktorá je miešateľná s vodou. THF je polárny a má veľký rozdiel medzi teplotou topenia a teplotou varu, čo ho robí užitočným rozpúšťadlom. Používa sa najmä ako prekurzor na výrobu polymérov.
Výroba
[upraviť | upraviť zdroj]Ročne sa vyrobí približne 200 000 ton tetrahydrofuránu. Najbežnejšie sa vyrába pomocou dehydratácie 1,4-butándiolu. Butándiol sa vyrába kondenzáciou acetylénu s formaldehydom a následnou hydrogenáciou. Ďalším spôsobom výroby, ktorý vynašla firma DuPont, je oxidácia n-butánu na anhydrid kyseliny malónovej, z ktorého sa hydrogenáciou za prítomnosti katalyzátoru vyrába THF. Tretím najbežnejším priemyselným procesom na výrobu tetrahydrofuránu je hydroformylácia alylalkoholu a následnou hydrogenáciou na 1,4-butándiol. Tetrahydrofurán sa dá taktiež vyrobiť hydrogenáciou furánu za prítomnosti katalyzátoru.[2] THF je takisto možné vyrobiť z pentózy a jej izomérov aj keď tento spôsob výroby sa používa len zriedkavo.
Využitie
[upraviť | upraviť zdroj]Výroba polymérov
[upraviť | upraviť zdroj]Pri reakcii THF so silnými kyselinami vzniká polymér polytetrahydrofurán. Tento polymér sa využíva na výrobu na výrobu syntetických polyuretánových vlákien, ako napríklad Elastan.
Rozpúšťadlo
[upraviť | upraviť zdroj]Priemyselne sa THF využíva ako rozpúšťadlo pre polyvinylchlorid (PVC). THF je aprotické ropúšťadlo, ktorého pomerná permitivita je 7,6.[3] Je miešatelný s vodou a pri dostatočne nízkych teplotách dokáže vytvárať pevný klatrát.[4]
Často sa využíva pri analýze polymérov, napríklad na ich rozpúšťanie pred určením ich molekulovej hmotnosti pomocou gélovej chromatografie. Takisto sa dá využiť na rozpustenie zaschnutého PVC lepidla a na odmasťovanie a čistenie rôznych kovových predmetov. Svoje využitie má napríklad aj pri 3D tlači. Pokiaľ sa na tlač používa polymér PLA, THF sa môže použiť na prečistenie upchatých častí tlačiarne a takisto sa s ním dá výtlačku dodať lesk.
Laboratórne využitie
[upraviť | upraviť zdroj]THF je obľúbené a často využívané laboratórne rozpúšťadlo. Je viac zásaditý ako dietyléter a preto vytvára silnejšie komplexy s lítnymi a horečnatými katiónmi a s bórovodíkom.[5] Takisto sa často využíva ako rozpúšťadlo pri hydroborácii ,rozpúšťadlo pre organokovové zlúčeniny a pre grignardove činidlá. Pokiaľ sa THF používa pri reakciách, ktoré sú citlivé na prítomnosť vody (napríklad s určitými organokovovými zlúčeninami), musí sa z neho odstrániť voda, väčšinou viacnásobnou destiláciou alebo pomocou molekulových sít.
Bezpečnosť
[upraviť | upraviť zdroj]Tetrahydrofurán je nízko toxická zlúčenina, porovnatelnú s acetónom. Keďže dokáže rozpustit latex väčšinou sa s ním pracuje v nitrilových alebo neoprénových rukaviciach.
Najnebezpečnejšie na THF je jeho reakcia s kyslíkom, pri ktorej vznikajú výbušné peroxidy. Tento problém sa potláča stabilizáciou pomocou butylhydroxytoluénu. THF sa preto nikdy úplne všetok nedestiluje, aby sa predišlo koncentrovaniu výbušných peroxidov.
Referencie
[upraviť | upraviť zdroj]- ↑ https://www.cdc.gov/niosh/npg/npgd0602.html
- ↑ Organic Syntheses Procedure [online]. www.orgsyn.org, [cit. 2024-07-30]. Dostupné online. (po anglicky)
- ↑ https://web.archive.org/web/20100316211430/http://www.cem.msu.edu/~reusch/VirtualText/enrgtop.htm#top4
- ↑ https://web.archive.org/web/20110711000808/http://gashydrate.fileave.com/NMR-MRI%20study%20of%20clathrate%20hydrate%20mechanisms.pdf
- ↑ https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ar960300e