物性數(shù)據(jù)

1.性狀：無色易揮發(fā)液體，有類似乙醚的氣味。[1]

2.pH值：5（20%水溶液）[2]

3.熔點(diǎn)（℃）：-108.5[3]

4.沸點(diǎn)（℃）：66[4]

5.相對密度（水=1）：0.89[5]

6.相對蒸氣密度（空氣=1）：2.5[6]

7.飽和蒸氣壓（kPa）：19.3（20℃）[7]

8.燃燒熱（kJ/mol）：-2515.2[8]

9.臨界溫度（℃）：268[9]

10.臨界壓力（MPa）：5.19[10]

11.辛醇/水分配系數(shù)：0.46[11]

12.閃點(diǎn)（℃）：-14（CC）；-20（OC）[12]

13.引燃溫度（℃）：321[13]

14.爆炸上限（%）：11.8[14]

15.爆炸下限（%）：1.8[15]

16.溶解性：溶于水、乙醇、乙醚、丙酮、苯等多數(shù)有機(jī)溶劑。[16]

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.蒸發(fā)熱（KJ/kg,66ºC）：410

24.比熱容（KJ/(kg·K),20ºC,定壓,液體）：1.96

25.比熱容（KJ/(kg·K),60ºC,定壓,氣體）：1.55

26.臨界密度（g·cm-3）：0.322

27.臨界體積（cm3·mol-1）：224

28.臨界壓縮因子：0.259

29.偏心因子：0.226

30.溶度參數(shù)(J·cm-3)0.5：19.129

31.vanderWaals面積（cm2·mol-1）：6.000×109

32.vanderWaals體積（cm3·mol-1）：44.620

33.氣相標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱(焓)(kJ·mol-1)：-2533.16

34.氣相標(biāo)準(zhǔn)聲稱熱(焓)(kJ·mol-1)：-184.18

35.氣相標(biāo)準(zhǔn)熵(J·mol-1·K-1)：302.41

36.氣相標(biāo)準(zhǔn)生成自由能(kJ·mol-1)：-81.1

37.氣相標(biāo)準(zhǔn)熱熔(J·mol-1·K-1)：76.25

38.液相標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱(焓)(kJ·mol-1)：-2501.07

39.液相標(biāo)準(zhǔn)聲稱熱(焓)(kJ·mol-1)：-216.27

40.液相標(biāo)準(zhǔn)熵(J·mol-1·K-1)：203.9

41.液相標(biāo)準(zhǔn)生成自由能(kJ·mol-1)：-83.93

42.液相標(biāo)準(zhǔn)熱熔(J·mol-1·K-1)：123.9

毒理學(xué)數(shù)據(jù)

1.急性毒性[17]

LD50：1650mg/kg（大鼠經(jīng)口）

LC50：21000ppm（大鼠吸入，3h）

2.刺激性暫無資料

3.致突變性[18]微生物致突變：大腸桿菌1μmol/L

4.致畸性[19]小鼠孕后6~17d經(jīng)口給予最低中毒劑量（TDLo）2592mg/kg，致肌肉骨骼系統(tǒng)發(fā)育畸形。

生態(tài)學(xué)數(shù)據(jù)

1.生態(tài)毒性[20]

LC50：2160mg/L（96h）（黑頭呆魚）

IC50：225mg/L（72h）（藻類）

2.生物降解性[21]MITI-Ⅱ測試，初始濃度30ppm，污泥濃度100ppm，2周后降解100%。

3.非生物降解性[22]空氣中，當(dāng)羥基自由基濃度為5.00×105個/cm3時，降解半衰期為1d（理論）。

分子結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)

1、摩爾折射率：20.05

2、摩爾體積（cm3/mol）：79.7

3、等張比容（90.2K）：184.7

4、表面張力（dyne/cm）：28.8

5、極化率（10-24cm3）：7.94

計算化學(xué)數(shù)據(jù)

1.疏水參數(shù)計算參考值（XlogP）:無

2.氫鍵供體數(shù)量:0

3.氫鍵受體數(shù)量:1

4.可旋轉(zhuǎn)化學(xué)鍵數(shù)量:0

5.互變異構(gòu)體數(shù)量:無

6.拓?fù)浞肿訕O性表面積9.2

7.重原子數(shù)量:5

8.表面電荷:0

9.復(fù)雜度:22.8

10.同位素原子數(shù)量:0

11.確定原子立構(gòu)中心數(shù)量:0

12.不確定原子立構(gòu)中心數(shù)量:0

13.確定化學(xué)鍵立構(gòu)中心數(shù)量:0

14.不確定化學(xué)鍵立構(gòu)中心數(shù)量:0

15.共價鍵單元數(shù)量:1

性質(zhì)與穩(wěn)定性

1.無色透明液體，有類似醚的氣味。能和水混溶。與水組成的共沸混合物能溶解醋酸纖維素及咖啡因一類的生物堿，溶解性能比單獨(dú)使用四氫呋喃的效果好。一般的有機(jī)溶劑如乙醇、乙醚、脂肪烴、芳香烴、氯化烴等在四氫呋喃中都能很好地溶解。在空氣中易與氧化合生成爆炸性的過氧化物。對金屬無腐蝕性，對許多塑料和橡膠都有侵蝕作用。由于沸點(diǎn)、閃點(diǎn)低、常溫下易著火。貯存時空氣中的氧能和四氫呋喃作用生成有爆炸性的過氧化物。光照和無水的情況下，過氧化物更易形成。因此，常加入0.05%~1%的對苯二酚、間苯二酚、對甲苯酚或亞鐵鹽等還原性物質(zhì)作抗氧劑，以抑制過氧化物的生成。本品低毒，操作人員應(yīng)穿戴防護(hù)用具。

2.化學(xué)性質(zhì)：在空氣中由于自氧化作用生成有爆炸性的過氧化物。用硝酸氧化時生成丁二酸。在氧化鋁催化作用下，300~400℃與氨反應(yīng)得到吡咯烷；400℃與硫化氫反應(yīng)得到四氫噻吩。在氯化鋅存在下，受酸或酰氯的作用，容易開環(huán)生成1,4-丁二醇、1,4-二鹵化物。在光的影響下，常溫氯化生成2,3-二氯四氫呋喃。其第二位的氯原子很活潑，可直接被烷氧基、乙酸基或Grignard試劑的烷基所取代。用酸式磷酸鹽作催化劑，270℃時四氫呋喃脫水生成丁二烯。加熱時四氫呋喃與氯化氫氣體作用，重排成4-氯丁醇。在三氯化鋁存在下，四氫呋喃與氫化鋁鋰作用，定量的生成丁醇。

3.穩(wěn)定性[23]穩(wěn)定

4.禁配物[24]酸類、堿、強(qiáng)氧化劑、氧

5.避免接觸的條件[25]光照、空氣

6.聚合危害[26]聚合

合成方法

四氫呋喃的生產(chǎn)工藝有以下幾種。

(1)糠醛法

由糠醛脫羰基生成呋喃，再加氫而得。

這是工業(yè)上最早生產(chǎn)四氫呋喃的方法之一。糠醛主要由玉米芯等農(nóng)副產(chǎn)品水解制造。該法污染嚴(yán)重，不利于大規(guī)模生產(chǎn)，已逐步被淘汰。

(2)順酐催化加氫法

順酐和氫氣從底部進(jìn)入內(nèi)裝鎳催化劑的反應(yīng)器，產(chǎn)物中四氫呋喃與γ-丁內(nèi)酯比例可通過調(diào)整操作參數(shù)加以控制。反應(yīng)產(chǎn)物與原料氫氣冷卻至50℃左右進(jìn)入洗滌塔底部，使未反應(yīng)的氫氣及氣態(tài)與液態(tài)產(chǎn)物分離，未反應(yīng)的氫氣及氣態(tài)產(chǎn)物經(jīng)洗滌后循環(huán)到反應(yīng)器，液態(tài)產(chǎn)物經(jīng)蒸餾而得四氫呋喃產(chǎn)品。

該工藝可在0～(5：1)范圍內(nèi)任意調(diào)整γ-丁內(nèi)酯與四氫呋喃的比例，順酐的單程轉(zhuǎn)化率達(dá)100%，四氫呋喃選擇性為85%～95%，產(chǎn)品含量達(dá)99.97%。該工藝具有催化劑性能好、流程簡單、投資少等特點(diǎn)。

(3)1,4-丁二醇脫水環(huán)化法

其工藝過程為：向反應(yīng)器中加入1087kg22%的硫酸水溶液，在100℃以110kg/h的速度加入1,4-丁二醇，塔頂溫度維持在80℃，以大約110kg/h的速度從塔頂?shù)玫胶?0%四氫呋喃的水溶液。加入50t1,4-丁二醇后，從反應(yīng)器中排除約70kg焦質(zhì)。將焦質(zhì)進(jìn)行過濾，得到的硫酸水溶液可以重新使用，這一過程的四氫呋喃收率可以達(dá)到99%以上。

硫酸是四氫呋喃工業(yè)生產(chǎn)中使用最早的催化劑，也是現(xiàn)今生產(chǎn)中應(yīng)用較多的催化劑。此工藝技術(shù)成熟，工藝比較簡單，反應(yīng)溫度較低，四氫呋喃收率較高，但硫酸易腐蝕設(shè)備，污染環(huán)境。

(4)二氯丁烯法

以1,4-二氯丁烯為原料，經(jīng)水解生成丁烯二醇，再經(jīng)催化加氫而得。

1,4-二氯丁烯在氫氧化鈉溶液中水解，110℃下生成丁烯二醇，離心分離去掉氯化鈉，濾液在蒸發(fā)結(jié)晶器中濃縮，分離出堿金屬羧酸鹽，再在蒸餾塔中除去高沸物。將精制后的丁烯二醇送入反應(yīng)器，以鎳為催化劑，在80～120℃及一定壓力下，丁烯二醇加氫生成丁二醇，蒸餾后進(jìn)人環(huán)合反應(yīng)器，在常壓及120～140℃下于酸性介質(zhì)中生成粗四氫呋喃，蒸餾脫水和脫高沸物，最后蒸餾得高純四氫呋喃。

此法操作簡便，條件溫和，收率高，催化劑用量少，可連續(xù)使用。

(5)丁二烯氧化法

以丁二烯為原料，經(jīng)氧化得呋喃，再加氫而得。此法在國外已工業(yè)化。

(6)工業(yè)生產(chǎn)最早以糖醛為原料，將糖醛與蒸氣的混合物通入填充鋅-鉻-錳金屬氧化物（或鈀）催化劑的反應(yīng)器，于400-420℃脫去羰基而成呋喃；然后以骨架鎳為催化劑，于80-120℃呋喃加氫制得四氫呋喃。該法生產(chǎn)1噸四氫呋喃，約需消耗3噸多糖醛。后來發(fā)展的生產(chǎn)方法有許多種，工業(yè)化的方法有1,4-丁二醇催化脫水環(huán)合法，因為丁二醇是由乙炔和甲醛制得的，此法稱雷由法（Reppe法）；利用氯丁橡膠單體氯丁二烯的副產(chǎn)物1,4-二氯丁烯生產(chǎn)四氫呋喃，稱為二氯丁烯法；近年來發(fā)展了以順酐為原料的催化加氫法。

(7)在氧化鋅、氧化鉻、二氧化錳的存在下，糠醛可被催化脫醛，并在鎳鋁催化劑存在下加氫生成四氫呋喃：