Фуран

Проверили: Г.Т.Татевосян, С.П.Экмекджян

Получение

Аппарат для получения фурана показан на рисунке 2. В круглодонную колбу А емкостью 200 мл через боковой тубус вставлен термометр Б, доходящий почти до дна колбы. Горло колбы А плотно закрыто резиновой трубкой, через которую проходит вертикальная трубка В длиной 15 см и диаметром 1,8-2,0 см. Верхнее отверстие трубки В закрывают резиновой пробкой, в которую вставлена длинная стеклянная палочка Г, служащая для сбрасывания в колбу возгоняющейся фуранкарбоновой кислоты. На расстоянии 2,5-3 см от верхнего конца к вертикальной трубке В припаян боковой отвод Д, диаметром 1,8-2,0 см. Более узкая (диаметр 1 см) вертикальная часть отводной трубки Д оканчивается на дне колонки Е диаметром 3,5-4 см и высотой 25 см. Колонка Е заполнена кусками едкого натра, величиной с горошину, отделеными от конца трубки Д слоем ваты (примечание 1). Колонка Е погружена в водяную баню (высокий стакан), нагретую до 45-50 градусов. Отводная трубка колонки Е соединена с нисходящим холодильником, к которому присоединен приемник, находящийся в смеси льда и соли (примечание 2).

В колбу А помещают 80 г (0,71 моль) фуран-2-карбоновой кислоты с температурой плавления 128-132 градуса и нагревают ее до 200-205 градусов, в этом температурном интервале происходит равномерное декарбоксилирование пирослизевой кислоты.

Нагревание продолжаю 4-5 часов, к концу этого времени остается незначительное количество жидкости, а на верхних частях стенок колбы оседает слой сублимировавшейся пирослизевой кислоты. Для разложения оставшейся кислоты, температуру повышают до 210-215 градусов, одновременно прикрывая верхние части колбы листами асбеста. При этом некоторая часть пирослизевой кислоты, возгоняясь, осаждается на стенках трубки В, время от времени ее сбрасывают стеклянной палочкой Г обратно в колбу. К концу опыта стенки колбы и нижняя часть вертикальной трубки остаются покрытыми тонким налетом пирослизевой кислоты.

Дистиллат сливают в перегонную колбу с высоко расположенным отводом, емкостью в 100 мл, предварительно охлажденную ледяной водой и перегоняют на водяной бане, собирая фуран при 27-28 градусов/680 мм, 31-34 градуса/745 мм.

Выход 36-39 г, что составляет 74,7-80,2% теоретического количества.

Фуран, C₄H₄O, молярный вес 68,03 – нерастворимая в воде, легко растворяющаяся в спирте и эфире бесцветная жидкость, температура кипения 31-32 градуса/760 мм, d²⁰₄ 0,9087, n²⁰_D 1,4220.

Примечания

1.Основной причиной снижения выходов являются потери фурана, увлекаемого током углекислого газа. Колонка с едкой щелочью предназначена для поглощения углекислого газа и паров воды.

2.В качестве приемника целесообразно применять небольшой змеевиковый конденсатор.

Другие способы получения

В последние годы широкое распространение получила реакция декарбонилирования фурфурола, пригодная не только для лабораторного, но и для промышленного получения фурана. Декарбонилирование производится путем приливания фурфурола к расплавленной смеси едкого натра и едкого кали¹ или пропусканием его паров над нагретой натронной известью². Реакция осуществляется и в присутствии хромитов³ и молибдатов⁴ цинка и меди при температурах 300-400 градусов, в патентной литературе рекомендуются также никелевый, железный, платиновый⁵ и палладиевый⁶ катализаторы.

Удобные лабораторные методы получения фурана основаны на декарбоксилировании фуран-2-карбоновой кислоты. Декарбоксилирование производится сухой перегонкой бариевой соли⁷ или же нагреванием этой соли с натронной известью⁸. Свободную кислоту можно декарбоксилировать нагреванием ее в хинолине в присутствии катализатора – окиси меди⁹.

Выше приведена предложенная В.К.Вильсоном¹⁰ и несколько измененная в деталях пнропись термического декарбоксилирования пирослизевой кислоты.

1. C.D.Hurd, A.R.Goldsby, E.N.Csborne, J.Am.Chem.Soc. 54,2532 (1932)
2. В.А.Козин, ЖПХ 26,442 (1953)
3. O.W.Cass, Inc. Eng. Chem. 40,216 (1948)
4. Американский патент 2,634,276 (1953);C.A. 48,2115b (1954)
5. Итальянский патент 421,626 (1947); C.A. 43,5047g (1949)
6. H.E.Eschinazi. Bullsoc. Chim. 967 (1952)
7. P.Freundler, C.r 124,1157 (1897); Bull. soc. Chim (3) 17,613 (1897)
8. H.Limpricht A. 165,281 (1878)
9. E.C.Wagner, J.K.Simons, J.Chem. Education 13,270 (1936); H.Narasaki, N.Ito. Repts. Covt. Chem. Ind. Research Onst. Tokyo 46,199 (1951); C.A. 45,4524b (1952)
10. Сборник «Синтезы органических препаратов» т.1 стр. 449, ИЛ Москва, 1949 г

Содержание