糠醛
糠醛(呋喃甲醛,英文:furfural)是一種工業用化學製品,可由各種農副產品中萃取,包括玉米穗軸、燕麥與小麥的麥麩和鋸木屑。furfural這個字取自於拉丁字的furfur,意思是麥麩,因為這是糠醛取得的來源。
糠醛 | |||
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IUPAC名 Furan-2-carbaldehyde, 2-呋喃甲醛 | |||
别名 | 呋喃甲醛,糖醛 | ||
识别 | |||
CAS号 | 98-01-1 ![]() | ||
PubChem | 7362 | ||
ChemSpider | 13863629 | ||
SMILES |
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InChI |
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InChIKey | HYBBIBNJHNGZAN-UHFFFAOYAD | ||
性质 | |||
化学式 | C5H4O2 | ||
摩尔质量 | 96.08 g·mol−1 | ||
外观 | 无色油状液体 | ||
密度 | 1.16 | ||
熔点 | -36.5 ℃ | ||
沸点 | 161.7 ℃ | ||
危险性 | |||
闪点 | 62 ℃ | ||
若非注明,所有数据均出自一般条件(25 ℃,100 kPa)下。 |
糠醛是一種芳香族的醛,其環狀結構如右圖所示。其化學式為C5H4O2。純糠醛是有杏仁味的無色的油狀液體,暴露於空氣中會快速變成黃色。
歷史
1832年,德國化學家Johann Wolfgang Döbereiner首先將糠醛分離出來。他在製取蟻酸的過程中萃取出微量的副產品,即糠醛。[1] 在當時,蟻酸是用死亡的螞蟻蒸餾製取,Döbereiner用的螞蟻體內可能含有一些植物碎屑。1840年,蘇格蘭化學家约翰·斯登豪斯發現相同的化學品可以由許多種不同的農作物中蒸餾製取,他將玉米、燕麥、麥麩和鋸木屑分別放入稀硫酸中,檢測出該糠醛的實驗式為C5H4O2。1901年,德國化學家卡爾·哈里斯推論出糠醛結構。
在1922年桂格燕麥公司使用燕麥麩大规模制造以前,糠醛除了偶而用作芳香劑外,仍然是一個基本无人问津的化學品。現在,糠醛仍然由農副產品如甘蔗渣和玉米芯中製取。
性质
製備
許多植物原料含有多醣半纖維素,而每個醣聚合物有5個碳原子。當與硫酸一起加熱時,半纖維素會水解而形成糖,主要為木糖。在同樣的酸和加熱條件下,木糖和其他五碳糖會脫水,失去3個水分子而變成糠醛。
在農副產品原料中,原植物體約有 10% 可以再回收製造糠醛。在反應混合中糠醛和水會一起蒸發,在凝結後即可分離。
全世界製造糠醛的總量為約450,000噸。中國是最大的生產地,大約佔全世界製造量的一半。
应用
糠醛用來作為石化煉製品中的溶劑,從其他碳氫化合物中提煉二烯烴,用於製造合成橡膠。
糠醛,以及其衍生糠醇,可与與苯酚、丙酮、尿素反應製造樹脂。這種樹脂用於製造玻璃纖維、一些飛機零件和汽車製動器。
糠醛也是生產呋喃和四氫呋喃溶劑的原料。羥甲基糠醛已在各種各樣的熱加工食品中使用。
安全性
如果食用或吸入糠醛,會產生中毒現象,包括興奮,頭痛,頭昏,噁心,最後失去意識並因為呼吸衰竭而死亡。接觸糠醛會刺激皮膚和呼吸道,甚至造成肺積水。
長期的皮膚接觸會導致皮膚過敏,和特有的敏感性曬斑。在毒素研究中,糠醛會讓動物產生腫瘤、突變、肝臟與腎臟損壞。
參考文獻
- J. W. Döbereiner. . Berichte der deutschen chemischen Gesellschaft. 1832, 3 (2): 141–146. doi:10.1002/jlac.18320030206.
- Roger Adams and V. Voorhees (1921). "Furfural". Org. Synth. 1: 49; Coll. Vol. 1: 280.