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(10分)呋喃是一种有氯仿气味的液体,用于有机合成,结构简式为, 它的蒸气或者具有 结构的有机物的蒸

壮观的小懒猪
忧心的小笼包
2023-01-27 19:51:43

(10分)呋喃是一种有氯仿气味的液体,用于有机合成,结构简式为, 它的蒸气或者具有 结构的有机物的蒸

最佳答案
无奈的钢笔
怕孤独的棉花糖
2025-07-12 13:36:39

(10分)

(1) (2)

(3)

(1)解此题的第一步需知道 的分子式, 的分子式为C 7 H 8 O,所以,符合条件的同分异构体的结构简式有:

(2)

(3)此题的意图为考查苯酚与甲醛反应:

糠醛与苯酚反应方程式为:

最新回答
自觉的蜻蜓
紧张的小伙
2025-07-12 13:36:39

那是因为氢氧化铜在受热的过程中分解,然后氧化得到氧化亚铜在溶液的衬托下显示出来的颜色。

糖的测定方法

一般有四种方法:

1、 直接滴定法:

原理为 糖还原天蓝色的氢氧化铜为红色的氧化亚铜。缺点:水样中的还原性物质能对糖的测定造成影响。

2、 高锰酸钾滴定法:

所用原理同直接滴定法。缺点:水样中的还原性物质能对糖的测定造成影响,过程较为复杂,误差大。

3、硫酸苯酚法:

糖在浓硫酸作用下,脱水形成的糠醛和羟甲基糠醛能与苯酚缩合成一种橙红色化合物,在10-100mg范围内其颜色深浅与糖的含量成正比,且在485nm波长下有最大吸收峰,故可用比色法在此波长下测定。苯酚法可用于甲基化的糖、戊糖和多聚糖的测定,方法简单,灵敏度高,实验时基本不受蛋白质存在的影响,并且产生的颜色稳定160min以上。

缺点:如果水样呈橙红色(大部分水样为黄色),会对比色法造成较大的干扰。

4、蒽酮法:

糖在浓硫酸作用下,可经脱水反应生成糠醛和羟甲基糠醛,生成的糠醛或羟甲基糠醛可与蒽酮反应生成蓝绿色糠醛衍生物,在一定范围内,颜色的深浅与糖的含量成正比,故可用于糖的测定。

缺点:,不同的糖类与蒽酮试剂的显色深度不同,果糖显色最深,葡萄糖次之,半乳糖、甘露糖较浅,五碳糖显色更浅。

综合比较;采用蒽酮法能将最为准确地测定尾水中糖的含量。

(一) 直接滴定法

Ⅰ、原理

一定量的碱性酒石酸铜甲、乙液等量混合,立即生成天蓝色的氢氧化铜沉淀,这种沉淀很快与酒石酸钠反应,生成深蓝色的可溶性酒石酸钾钠铜络合物。在加热条件下,以次甲基蓝作为指示剂,用标液滴定,样液中的还原糖与酒石酸钾钠铜反应,生成红色的氧化亚铜沉淀,待二价铜全部被还原后,稍过量的还原糖把次甲基蓝还原,溶液由蓝色变为无色,即为滴定终点。根据样液消耗量可计算出还原糖含量。

样品经除去蛋白质后,在加热条件下,以次甲基蓝做指示剂,滴定标定过的碱性酒石酸铜溶液(用还原糖标准溶液标定碱性酒石酸铜溶液),根据样品溶液消耗体积计算还原糖量。

Ⅱ、仪器和试剂

1.仪器

酸式滴定管,可调电炉(带石棉板),250ml容量瓶。

2.试剂

1. 盐酸;

2. 碱性酒石酸铜甲液:称取15g硫酸铜(CuSO4·5H2O)及0.05g次甲基蓝,溶于水中并稀释至1000mL。

3. 碱性酒石酸铜乙液:称取50g酒石酸钾钠与75g氢氧化钠,溶于水中,再加入4g亚铁氰化钾,完全溶解后,用水稀释至1000 ml,贮存于橡胶塞玻璃瓶内。

4. 乙酸锌溶液:称取21.9 g乙酸锌,加3ml冰乙酸,加水溶解并稀释至100ml。

5. 亚铁氰化钾溶液:称取10.6g亚铁氰化钾,用水溶解并稀释至100ml。

6. 葡萄糖标准溶液:准确称取1.0000g经过96℃±2℃干燥2h的纯葡萄糖,加水溶解后加入5ml盐酸,并以水稀释至1000L。此溶液相当于1mg/ml葡萄糖(注:加盐酸的目的是防腐,标准溶液也可用饱和苯甲酸溶液配制)。

7. 果糖标准溶液:按⑹操作,配制每毫升标准溶液相当于1mg的果糖。

8. 乳糖标准溶液:按⑹操作,配制每毫升标准溶液相当于1mg的乳糖。

9. 转化糖标准溶液:准确称取1.0526g纯蔗糖,用100ml水溶解,置于具塞三角瓶中加5ml盐酸(1+1),在68℃~70℃水浴中加热15min,放置至室温定容至1000ml,每ml标准溶液相当于1.0mg转化糖。

Ⅲ、实验步骤

1.样品处理

⑴ 乳类、乳制品及含蛋白质的食品:称取约2.50~5.00g固体样品(吸取25~50ml液体样品),置于250 ml容量瓶中,加50 ml水,摇匀。边摇边慢慢加入5ml乙酸锌溶液及5ml亚铁氢化钾溶液,加水至刻度,混匀。静置30 min,用干燥滤纸过滤,弃去初滤液,滤液备用。(注意:乙酸锌可去除蛋白质、鞣质、树脂等,使它们形成沉淀,经过滤除去。如果钙离子过多时,易与葡萄糖、果糖生成络合物,使滴定速度缓慢;从而结果偏低,可向样品中加入草酸粉,与钙结合,形成沉淀并过滤。)

⑵ 酒精性饮料:吸取100ml样品,置于蒸发皿中,用1 mol/L氢氧化钠溶液中和至中性,在水浴上蒸发至原体积1/4后,移入250ml容量瓶中,加水至刻度。

⑶ 含多量淀粉的食品:称取10.00~20.00g样品,置于250ml容量瓶中,加200ml水,在45℃水浴中加热1h,并时时振摇(注意:此步骤是使还原糖溶于水中,切忌温度过高,因为淀粉在高温条件下可糊化、水解,影响检测结果。)。冷后加水至刻度,混匀,静置,沉淀。吸取200ml上清液于另一250ml容量瓶中,慢慢加入5ml乙酸锌溶液及5ml亚铁氢化钾溶液,加水至刻度,混匀,沉淀,静置30 min,用干燥滤纸过滤,弃去初滤液,滤液备用。

⑷ 汽水等含有二氧化碳的饮料:吸取100ml样品置于蒸发皿中,在水浴上除去二氧化碳后,移入250ml容量瓶中,并用水洗涤蒸发皿,洗液并入容量瓶中,再加水至刻度,混匀后备用。(注意:样品中稀释的还原糖最终浓度应接近于葡萄糖标准液的浓度。)

2. 标定碱性酒石酸铜溶液:吸取5.0ml碱性酒石酸铜甲液及5.0ml乙液,置于150ml锥形瓶中(注意:甲液与乙液混合可生成氧化亚铜沉淀,应将甲液加入乙液,使开始生成的氧化亚铜沉淀重溶),加水10 ml,加入玻璃珠2粒,从滴定管滴加约9 ml葡萄糖标准溶液或其他还原糖标准溶液,直至溶液兰色刚好褪去为终点,记录消耗的葡萄糖标准溶液或其他还原糖标准溶液总体积,平行操作三份,取其平均值,计算每10 ml(甲、乙液各5 ml)碱性酒石酸铜溶液相当于葡萄糖的质量或其他还原糖的质量(mg)。(注意:还原的次甲基蓝易被空气中的氧氧化,恢复成原来的蓝色,所以滴定过程中必须保持溶液成沸腾状态,并且避免滴定时间过长。)

3. 样品溶液预测:吸取5.0 ml碱性酒石酸铜甲液及5.0 ml乙液,置于150 ml锥形瓶中,加水10 ml,加入玻璃珠2粒,控制在2 min内加热至沸,趁沸以先快后慢的速度,从滴定管中滴加样品溶液,并保持溶液沸腾状态,待溶液颜色变浅时,以每两秒1滴的速度滴定,直至溶液蓝色褪去,出现亮黄色为终点。如果样品液颜色较深,滴定终点则为兰色褪去出现明亮颜色(如亮红),记录消耗样液的总体积。(注意:如果滴定液的颜色变浅后复又变深,说明滴定过量,需重新滴定。) 当试样溶液中还原糖浓度过高时应适当稀释,再进行正式测定,使每次滴定消耗试样溶液的体积控制在与标定碱性酒石酸酮溶液时所消耗的还原糖标准溶液的体积相近,约在10ml左右。当浓度过低时则采取直接加入10ml样品溶液,免去加水10ml,再用还原糖标准溶液滴定至终点,记录消耗的体积与标定时消耗的还原糖标准溶液体积之差相当于10ml试样溶液中所含还原糖的量。

4. 样品溶液测定:吸取5.0 ml碱性酒石酸铜甲液及5.0 ml乙液,置于150 ml锥形瓶中,加水10 ml,加入玻璃珠2粒,在2 min内加热至沸,快速从滴定管中滴加比预测体积少1 ml的样品溶液,然后趁沸继续以每两秒1滴的速度滴定直至终点。记录消耗样液的总体积,同法平行操作两至三份,得出平均消耗体积。

5. 计算

样品中还原糖的含量(以某种还原糖计)按下式计算。

X=〔A/(m×V/250×1000)〕×100

式中:X--样品中还原糖的含量(以某种还原糖计),单位 g/100g;

A—碱性酒石酸铜溶液(甲、乙液各半)相当于某种还原糖的质量,单位 mg;

m--样品质量,单位 g;

V--测定时平均消耗样品溶液的体积,单位 ml;

计算结果保留小数点后一位。

注意:

滴定结束,锥形瓶离开热源后,由于空气中氧的氧化,使溶液又重新变蓝,此时不应再滴定。

(二)高锰酸钾滴定法

原理 将样液与一定量过量的碱性酒石酸铜溶液反应,还原糖将二价铜还原为氧化亚铜,经过滤,得到氧化亚铜沉淀,加入过量的酸性硫酸铁溶液将其氧化溶解,而三价铁盐被定量地还原为亚铁盐,用高锰酸钾标准溶液滴定所生成的亚铁盐,根据高锰酸钾溶液消耗量可计算出氧化亚铜的量,再从检索表中查出氧化亚铜量相当的还原糖量,即可计算出样品中还原糖含量。

(三)硫酸苯酚法

Ⅰ、原理

糖在浓硫酸作用下,脱水形成的糠醛和羟甲基糠醛能与苯酚缩合成一种橙红色化合物,在10-100mg范围内其颜色深浅与糖的含量成正比,且在485nm波长下有最大吸收峰,故可用比色法在此波长下测定。苯酚法可用于甲基化的糖、戊糖和多聚糖的测定,方法简单,灵敏度高,实验时基本不受蛋白质存在的影响,并且产生的颜色稳定160min以上。

多糖在硫酸的作用下先水解成单糖,并迅速脱水生成糖醛衍生物,然后与苯酚生成橙黄色化合物。再以比色法测定。

Ⅱ、试剂

1. 浓硫酸:分析纯,95.5%

2. 80%苯酚:80克苯酚(分析纯重蒸馏试剂)加20克水使之溶解,可置冰箱中避光长期储存。

3. 6%苯酚:临用前以80%苯酚配制。(每次测定均需现配)

4. 标准葡聚糖(Dextran,瑞典Pharmacia),或分析纯葡萄糖。

5. 15%三氯乙酸(15%TCA):15克TCA加85克水使之溶解,可置冰箱中长期储存。

6. 5%三氯乙酸(5%TCA):25克TCA加475克水使之溶解,可置冰箱中长期储存。

7. 6mol/L 氢氧化钠:120克分析纯氢氧化钠溶于500ml水。

8. 6mol/L 盐酸

Ⅲ、操作。

1.制作标准曲线:准确称取标准葡聚糖(或葡萄糖)20mg于500ml容量瓶中,加水至刻度,分别吸取0.4、0.6、0.8、1.0、1.2、1.4、1.6及1.8ml,各以蒸馏水补至2.0ml,然后加入6%苯酚1.0ml及浓硫酸5.0ml,摇匀冷却,室温放置20分钟以后于490nm测光密度,以2.0ml水按同样显色操作为空白,横坐标为多糖微克数,纵坐标为光密度值,得标准曲线。

2.样品含量测定:

①取样品1克(湿样)加1ml 15%TCA溶液研磨,再加少许5%TCA溶液研磨,倒上清液于10毫升离心管中,再加少许5%TCA溶液研磨,倒上清液,重复3次。最后一次将残渣一起到入离心管。注意:总的溶液不要超出10毫升。(既不要超出离心管的容量)。

②离心,转速3000转/分钟,共三次。第一次15分钟,取上清液。后两次各5分钟取上清液到25毫升锥形比色管中。最后滤液保持18毫升左右。(测肝胰腺样品时,每次取上清液时应过滤。因为其脂肪含量大容易夹带残渣。)

③水浴,在向比色管中加入2毫升6mol/L 盐酸之后摇匀,在96℃水浴锅中水浴2小时。

④定容取样。水浴后,用流水冷却后加入2毫升6mol/L 氢氧化钠摇匀。定容至25毫升的容量瓶中。吸取0.2 ml的样品液,以蒸馏补至2.0ml,然后加入6%苯酚1.0ml及浓硫酸5.0ml,摇匀冷却室温放置20分钟以后于490nm测光密度。每次测定取双样对照。以标准曲线计算多糖含量。

Ⅳ、注意

(1)此法简单、快速、灵敏、重复性好,对每种糖仅制作一条标准曲线,颜色持久。

(2)制作标准线宜用相应的标准多糖,如用葡萄糖,应以校正系数0.9校正μg数。

(3)对杂多糖,分析结果可根据各单糖的组成比及主要组分单糖的标准曲线的校正系数加以校正计算。

(4)测定时根据光密度值确定取样的量。光密度值最好在0.1——0.3之间。比如:小于0.1之下可以考虑取样品时取2克,仍取0.2ml样品液,如大于0.3可以减半取0.1ml的样品液测定。

(四)蒽酮法

Ⅰ、实验原理

糖在浓硫酸作用下,可经脱水反应生成糠醛和羟甲基糠醛,生成的糠醛或羟甲基糠醛可与蒽酮反应生成蓝绿色糠醛衍生物,在一定范围内,颜色的深浅与糖的含量成正比,故可用于糖的测定。

该法的特点是几乎可以测定所有的碳水化合物,不但可以测定戊糖和己糖,而且可以测所有的寡糖类和多糖类,其中包括淀粉、纤维素等(因反应液中的浓硫酸可以把多糖水解成单糖而发生反应。所以,用蒽酮法测出的碳水化合物含量,实际上是溶液中全部可溶性碳水化合物总量。在没有必要细致划分各种碳水化合物的情况下,用蒽酮法可以一次测出总量。此外,不同的糖类与蒽酮试剂的显色深度不同,果糖显色最深,葡萄糖次之,半乳糖、甘露糖较浅,五碳糖显色更浅。故测定糖的混合物时,常因不同糖类的比例不同造成误差,但测定单一糖类时,则可避免此种误差。

Ⅱ、试剂:

蒽酮试剂,0.20 g蒽酮溶入100 mL 95%浓硫酸中,冰箱保存;

Ⅲ、方法:

样品2.0 mL加5.0 mL蒽酮试剂,混匀,然后水浴煮沸10 min,取出冷却至室温,在620 nm处测定其吸光度,根据标准曲线计算水样中糖的浓度。(标线以葡萄糖为标样)

整齐的小海豚
老迟到的高山
2025-07-12 13:36:39
(1)根据结构简式可知分子式:C4H4O;可以采取“定一议二”法确定:;,故答案为:C4H4O;4;

(2)具有松片反应说明含有结构,互为同分异构体且具有松片反应的两种有机物的结构简式;,

故答案为:;;

(3)醛基还原得到醇,氧化得到羧酸,糠醛在NaOH溶液作用下发生自身氧化还原反应得到两种均含呋喃结构的有机物:;,

故答案为:;;

(4)糠醛与苯酚发生缩聚反应:,

故答案为:;缩合聚合(或缩聚).

鲤鱼毛豆
文静的自行车
2025-07-12 13:36:39
(共14分)(1)加成反应;酯基(各1分)(2)① ②O=C=NCH3(3) CH3CHO(4)3种(分别是邻、间、对三种,如:)(5)+(CH3)2CHNH2 + HCl(6)分 析: (1)由合成流程图可知B+X→C的反应是Diels—Alder反应,即加成反应;由B的结构式可知B中的含氧官能团除了羟基外,还有酯基;(2)①由B和C的结构式可知X的结构简式是;②由C+Y→D是加成反应,结合C和D的结构式可推测Y的结构简式是O=C=NCH3 ;(3)由已知Ⅱ,可知E的结构简式是CH3CHO;(4)①遇FeCl3溶液发生显色反应,说明含有酚羟基;②能发生银镜反应,说明含有醛基;③能发生水解反应,含有酯基;由②,③可得含有甲酸酯;同分异构体有3种(分别是邻、间、对三种,如:);(5)H生成J的同时还有HCl生成,可知该反应为取代反应,该反应的化学方程式为+(CH3)2CHNH2 + HCl;(6)由甲醛和苯酚反应可知酸性条件下糠醛与苯酚反应的化学方程式为n+n (n-1)H2O+ 。 考点: 有机合成方案设计 考点 分析: 考点1:有机化学知识综合应用 试题属性 题型: 难度: 考核: 年级

难过的小懒虫
谨慎的酸奶
2025-07-12 13:36:39
性质:

无色液体,具有与苯甲醛类似的气味。熔点-38.7℃,沸点161.7℃,相对密度1.1594(20/4℃)。在空气中容易变黑。在20℃可形成8.3%的水溶液,溶于乙醇、乙醚等有机溶剂。糠醛经氧化生成2-呋喃甲酸;经还原生成呋喃甲醇。糠醛与芳香醛的性质类似 ,在氰化钾的催化下,发生安息香缩合反应。

用途:

糠醛是制备多种药物和工业产品的原料。由糠醛制得的1,6-己二胺〔H2N-(CH2)6-NH2〕,为制取尼龙66的原料。

由糠醛制得的呋喃经电解还原,还可制成丁二醛,后者为生产药物阿托品的原料。许多糠醛的衍生物具有很强的杀菌能力。糠醛主要用作溶剂,它可有选择性地从石油、植物油中萃取其中的不饱和组分,也可从润滑油和柴油中萃取其中的芳香组分。糠醛可代替甲醛与苯酚缩合,制造酚醛树脂。

积极的裙子
乐观的铃铛
2025-07-12 13:36:39
呋喃甲醛(又称糠醛)和浓氢氧化钠的作用,发生Cannizzaro反应,从而制备呋喃甲醇和呋喃甲酸。

糠醛(呋喃甲醛)是一种工业用化学制品,可由各种农副产品中萃取,包括玉米穗轴、燕麦与小麦的麦麸和锯木屑。糠醛本义是麦麸,因为这是糠醛取得的来源。

糠醛是一种芳香族的醛,其环状结构如右图所示。其化学式为 C5 H4 O2。纯糠醛是有杏仁味的无色的油状液体,暴露于空气中会快速变成黄色。

1832年,德国化学家Johann Wolfgang Döbereiner首先将糠醛分离出来。他在制取蚁酸的过程中萃取出微量的副产品,即糠醛。在当时,蚁酸是用死亡的蚂蚁蒸馏制取,Döbereiner用的蚂蚁体内可能含有一些植物碎屑。1840年,苏格兰化学家John Stenhouse发现相同的化学品可以由许多种不同的农作物中蒸馏制取,他将玉米、燕麦、麦麸和锯木屑分别放入稀硫酸中,检测出该糠醛的实验式为C5H4O2。1901年,德国化学家Carl Harries推论出糠醛结构。

在1922年Quaker 燕麦公司使用燕麦麸大规模制造以前,糠醛除了偶而用作芳香剂外,仍然是一个基本无人问津的化学品。现在,糠醛仍然由农副产品如甘蔗渣和玉米芯中制取。

糠醛的物性已在右表中列出。糠醛易于极性有机溶剂中溶解,但只微溶于水或烷烃中。

化学性质,糠醛会与同种类化合物起反应,如乙醛和其他芳香化合物。芳香化合物糠醛稳定性比苯小,而且对氢化作用和其他加成反应的活性都远比其他芳香族化合物大。

当加热至约250 ℃,糠醛会分解为呋喃和一氧化碳,有时会爆炸性的分解。

若与酸一起加热,糠醛会发生不可逆反应,形成坚硬的热固性树脂。

许多植物原料含有多糖半纤维素,而每个糖聚合物有5个碳原子。当与硫酸一起加热时,半纤维素会水解而形成糖,主要为木糖。在同样的酸和加热条件下,木糖和其他五碳糖会脱水,失去3个水分子而变成糠醛。

在农副产品原料中,原植物体约有 10% 可以再回收制造糠醛。在反应混合中糠醛和水会一起蒸发,在凝结后即可分离。

全世界制造糠醛的总量为约450,000吨。中国是最大的生产地,大约占全世界制造量的一半。

在实验室中,糠醛可由玉米芯与稀硫酸回流来合成。

糠醛用来作为石化炼制品中的溶剂,从其他碳氢化合物中提炼二烯烃,用于制造合成橡胶。

糠醛,以及其衍生糠醇,可与与苯酚、丙酮、尿素反应制造树脂。这种树脂用于制造玻璃纤维、一些飞机零件和汽车制动器。

糠醛也是生产呋喃和四氢呋喃溶剂的原料。羟甲基糠醛已在各种各样的热加工食品中使用。

如果食用或吸入糠醛,会产生中毒现象,包括兴奋,头痛,头昏,恶心,最后失去意识并因为呼吸衰竭而死亡。接触糠醛会刺激皮肤和呼吸道,甚至造成肺积水。

长期的皮肤接触会导致皮肤过敏,和特有的敏感性晒斑。在毒素研究中,糠醛会让动物产生肿瘤、突变、肝脏与肾脏损坏。

无限的飞鸟
碧蓝的战斗机
2025-07-12 13:36:39
单糖有分物理和化学性质

首先说物理性质:

为白色晶体。易溶于水,不易溶于乙醇,不溶于乙醚,丙酮等非极性有机溶剂。且带有甜度。有旋光性。

化学性质有:

1、在碱性溶液中有还原性,分子中的酮基和醛基能被氧化,分子中的醛基能与银氨溶液反应,如:葡萄糖溶液与银氨溶液反应有银镜反应。

2、酯化反应,分子中有多个羟基,能与酸生成酯。

3、氧化性质,单糖有游离的羰基,都具有还原性,可使某些金属离子还原。

4、异构化,在弱碱性溶液中,会借助于烯醇式分解成各种不同的物质。

唠叨的大象
和谐的猫咪
2025-07-12 13:36:39
呋喃树脂是指以具有呋喃环的糠醇和糠醛作原料生产的树脂类的总称,其在强酸作用下固化为不溶和不熔的固形物,种类有糠醇树脂、糠醛树脂、糠酮树脂、糠酮—甲醛树脂等。

糠醇树脂是由糠醇为主体与甲醛缩聚而成的(改性产品又添加了尿素),外观为深褐色至黑色的液体或固体,耐热性和耐水性都很好,耐化学腐蚀性极强,对酸、碱、盐和有机溶液都有优良的抵抗力,是优良的防腐剂。糠醇树脂强度高,是木材、橡胶、金属和陶瓷等优良的粘结剂,也可用于生产涂料。糖醇树脂的一个重要用途是在机械工业的铸造工艺中作砂芯粘结剂,特别适用于大规模的、大批量的机械制造,如汽车军工、内燃机、柴油机、缝纫机等的生产。

大胆的刺猬
美好的老师
2025-07-12 13:36:39

植物纤维原料中的戊聚糖经水解和脱水生成的产物。又称2-呋喃甲醛。分子式为:C4H3OCHO,结构式为:

简史和现况

1832年德别雷纳(J.W.D?berei-ner)报道了在蔗糖加二氧化锰和硫酸作用制备甲酸时,从混浊的馏出液中分离出黄色的油状物质。由于数量太少,未能鉴定和命名。1840年斯滕豪斯(J.Stenhouse)用玉米芯、燕麦壳取得同样的产物,并进行了化学组成的研究,确定了分子式,从而推断出用任何植物原料都可以获得糠醛及其有关产物。但其名称是由1845年福恩斯(G.Fownes)先命名为糠油,后发现其具有醛的性质,而改成糠醛。直到1922年美国桂格燕麦公司(The Quaker Oats Co.)首先宣布糠醛的工业化生产。1988年美国年产量约6万吨,占世界第一位。主要生产国还有多米尼加、中国、苏联、法国、南非联邦等国家,世界年产量约30万吨。中国自1943年起生产糠醛,至1989年产量超过4万吨,是世界主要出口国家之一。

生产工艺

糠醛是用富含戊聚糖的植物原料生产的。常用的有玉米芯、燕麦壳、棉籽壳、甘蔗渣、稻壳等,以玉米芯为最好。它们的平均理论糠醛含量(%)为:玉米芯23.4,燕麦壳22.3,棉籽壳18.6,甘蔗渣17.4,稻壳11.4。戊聚糖转变成糠醛的反应过程分两步进行:

若上述两个反应是在同一设备中同时进行的,称直接法(或一步法);依次分别在两个设备中进行的,称为间接法(或两步法)。常用的直接法,具有设备简单、得率高、成本低、生产能力大等优点,但原料中各组分的综合利用差些,因此间接法仍在研究改进中。

反应过程中糠醛会进一步分解成甲酸和腐殖质。糠醛得率的高低取决于糠醛的生成和糠醛的分解两个反应。影响糠醛得率的因素除了原料特征以外,还有催化剂的种类和浓度、固液比、温度、蒸汽用量及蒸汽在料层中的流动状态等。各国根据原料的特征、催化剂的种类等条件,采用不同的反应设备、水解工艺和加工方法。如美国桂格燕麦公司法(包括间歇和连续两种)、法国农业呋喃法等。中国采用立式间歇式水解锅稀硫酸水解工艺。

直接法糠醛生产示意流程为:

原料和稀硫酸混合后,直接装入水解锅中蒸煮,反应温度在170℃左右。通常用过热到220℃的水蒸气加热,使原料中的戊聚糖水解成戊糖,并进一步脱水生成糠醛。在水蒸气加热和流动下,将生成的糠醛带出水解锅。接着通过二次蒸汽发生器回收热能,醛汽冷凝成原液。生成的二次蒸汽压力较低,可作为蒸馏、精制等的热源。原液中的糠醛浓度受水解工艺和操作条件而变,一般为3~6%。

原液经初馏塔加工,塔顶收集20~30%浓度(受其中低沸点物杂质含量影响而变化)糠醛汽,经冷凝、冷却分成两层:上层为稀醛层,含醛10%,含水90%;下层为浓醛层,含醛90~93%,含水7~10%。上层稀醛送回流或低沸点物塔处理,下层浓醛经脱水和精馏制成成品。

原料和工艺过程对产品质量影响较大。若粗醛中有机酸含量过高且加工达不到标准要求时,可用中和法或水洗法处理。副产物甲醇和醋酸需要时可以回收。水解蒸煮过程的残渣主要用作锅炉燃料。

理化性质

刚蒸馏所得的产品是无色透明的油状液体,与空气接触,颜色逐渐转变成黑褐色。它能与大多数普通溶剂互溶,但与饱和脂肪烃只能微量互溶。无机盐一般不溶于糠醛。

糠醛的分子量96.08,沸点(101.3千帕)161.7℃,冰点-36.5℃,折射率1511211.5261,密度1511211.1598,闪点(闭口杯)61.7℃,燃点315℃。糠醛与水形成具有最低沸点的恒沸物,常压下沸点97.9℃,含糠醛35.2%(重量)。与水部分互溶,20℃时水层和糠醛层分别含糠醛8.3%和水95.2%(重量)。

糠醛的化学性质与呋喃环和醛基有关。在无氧的条件下糠醛是热稳定的,在高温(230℃)下经历若干小时后,除颜色转深以外,其他物理性质不发生变化。

糠醛在催化剂存在下氧化成糠酸,还原成糠醇,脱羰基成呋喃,与强碱作用发生卡尼查罗反应,生成糠醇和糠酸盐。像别的醛类一样,糠醛与具有活泼亚甲基功能团的化合物(如脂肪醛、酮、腈等)缩合,也能与糠醇和酚类化合物作用生成树脂。

糠醛在稀酸中会进一步分解,结果形成黑色的聚合物,反应速率与氢离子浓度和反应温度有关。呋喃环易受大气中氧作用,生成酸性氧化物,添加碱性物质可阻止自氧化反应。糠醛的颜色随酸和聚合物含量增多而变深。

糠醛与苯胺—冰醋酸反应呈鲜红色,常用于糠醛定性显色反应。定量分析以醛基和呋喃环两种性质为基础,常用的容量法有盐酸羟胺法和溴化法。重量法是间苯三酚法。选择测定法时,应考虑杂质的影响。中国成品分析时采用盐酸羟胺法。中国工业糠醛国家标准技术要求如右表。

用途

糠醛主要用作生产呋喃衍生物(糠醇、四氢糠醇、硝基呋喃类药物)的原料。糠醇主要用于铸造树脂生产。铸造工业采用糠醇树脂可以提高铸件质量,降低成本。糠醇树脂还用于设备防腐等方面。糠醇树脂与糠醛丙酮树脂、糠醛(或糠醇)和苯酚甲醛反应生成的树脂一起统称为呋喃树脂。呋喃树脂具有耐酸、耐碱、耐较高温的性质,用于砂轮胶结剂,防腐涂料等。糠醛是良好的选择性溶剂,分离饱和脂肪族化合物中的不饱和化合物和色素等,用作润滑油和植物油等精制和松香脱色,树脂稀释、阻聚,以及四个碳的馏分中分离丁二烯等萃取蒸馏的溶剂