“Molecule of the Week” layihəsi çərçivəsində Tuncay İmanlı tərəfindən yazılan məqalə: “Tetrahidrofuran”.
Tetrahidrofuran (THF) adı ilə tanınan birləşməyə başqa adla tetrametilen oksid furadonin də demək olar. Butilen oksidi, dietilen oksid, tetra-metilen oksid də digər adlarındandır. C4H8O formullu bu birləşmə 72,11 molekul kütləsinə malikdir. Tsiklik bir sadə efirdir və quru forması risklidir, çünki peroksid əmələ gətirir. Quruluşundakı oksigen sayəsində polyar bir həlledicidir və suda həll olur. Bir çox polimerlər üçün başlanğıc maddədir.
Tetrahidrofuran dietil efir qoxusu olan, şəffaf, aşağı özlü, otaq temperaturunda maye halda olan kimyəvi birləşmədir. Uçucudur. Sudan daha az sıxlığa malikdir. Alışma nöqtəsi -14 °C təşkil edir.Buxarları havadan daha ağırdır. Zəhərliliyi asetona yaxındır və nisbətən aşağı olduğunu söyləmək olar. 65 °C qaynama, -108.3 °C ərimə temperaturuna malikdir. Aseton, benzol, efir, etanol və xloroformda çox yaxşı həll olur. Spirtlər, ketonlar, mürəkkəb efirlər, karbohidrogenlərlə qarışdırılır.
Tetrahidrofuran nisbətən aşağı qaynama nöqtəsinə və yaxşı həllolma qabiliyyətinə malik sabit bir birləşmədir. Ancaq THF asanlıqla oksidləşir bu da qeyri-sabitliyə səbəb ola bilər. Müxtəlif maddələrin əriməsi və reaksiyası üçün geniş istifadə olunur. Həm də poli(tetrametilen efir) qlikol (PTMG) və s. sintezi üçün başlanğıc material olaraq istifadə olunur. THF Yapon Yanğın Xidmətləri Qanununa əsasən təhlükəli bir maddə olaraq təsnif edilir. Yüksək uçucu və yanıcı olduğu üçün saxlama qabı möhkəm bağlanmalı və yaxşı havalandırılan yerdə saxlanılmalıdır. Adətən tetrahidrofuran sıx bağlanmış metal barabanlarda və ya kəhrəba şüşə qablarda saxlanılır. İstifadə edərkən yanğına qarşı tədbirlər alınmalıdır. Çünki alovlanma təhlükəsi vardır. THF oksigen və ya havaya məruz qaldıqda digər efirlər kimi partlayıcı peroksidlər meydana gətirir. Bu səbəbdən konteyner quru azotla möhürlənməlidir. THF göz, burun və boğazın membran və dərisini qıcıqlandırır. Uzun müddət buxara məruz qalmaq ürəkbulanma və başgicəllənmə kimi üzvi həlledici zəhərlənmə simptomlarına səbəb ola bilər. Yüksək buxar konsentrasiyalarının qarşısını almaq üçün müvafiq ventilyasiyadan istifadə edilməlidir. İstifadə edərkən və ya işləyərkən qoruyucu əlcəklər və eynəklər kimi həmişə müvafiq təhlükəsizlik vasitələrindən istifadə olunur. Rezin əlcəkləri buxarı ilə əridə bilər (ümumiyyətlə plastikləri həll edə bilər). Bu kimyəvi maddə ilə işləyərkən nitril əlcəklər (sintetik bir məhsuldur və rezin əlcəklərdən daha davamlıdır) tövsiyə olunur.
Politetrametilenefirqlikol əmələ gətirmək üçün güclü turşunun iştirakı ilə polimerləşir və bu polimer spandeks (sintetik lif) istehsalında istifadə olunur.
Alınması:
1982-ci ildən etibarən “Mitsubishi Chemical”-ın Yokkaichi zavodu özəl texnologiyadan istifadə edərək butadiendən yüksək təmizlikdə və keyfiyyətdə THF istehsal etmişdir.
Tetrahidrofuran ənənəvi olaraq furfuralın istehsaldan çıxarıldığı Furfural üsulu ilə istehsal olunur: furfuralın sink-xrom-molibden iştirakı ilə dekarboksilləşmə məhsulunun hidroksilləşməsindən. Ancaq bu üsulun çatışmayan cəhətləri vardır. Bunun üçün Reppe prosesinə keçildi. Reppe prosesi: əvvəlcə asetilenlə qarışqa aldehidi 2 butin-1,4 diol əmələ gətirməklə reaksiyaya daxil olur. Daha sonra hidrogenləşmə nəticəsində 1,4 butandiol alınır. Doymuş iki atomlu spirt turşu katalizatoru iştirakı ilə dehidratasiyadan sonra tetrahidrofurana çevrilir. Proses 100 0C-dən yuxarı temperaturda aparılır. Uyğun katalizatorlara qeyri-üzvi turşular, alüminium silikatlar aid ola bilər. Bu, hal-hazırda THF istehsalı üçün əsas proses hesab olunur, ancaq güman olunur ki, gələcəkdə DuPont tərəfindən hazırlanmış üsula keçiləcəkdir. n-butan oksidləşərək malein anhidridi yaradır, daha sonra katalitik hidrogenləşmə gedir. Nisbətən sadə və kimyaçıları maraqlandıran prosesdir.
Furanın nikel katalizatoru ilə katalitik hidrogenləşməsi ilə də istehsal oluna bilər.
Başqa bir üsul, butadien, sirkə turşusu və azot-oksigen qarışığı bir palladium-tellur katalizatoru üzərində 3 MPa təzyiq və 80 °C temperaturda oksidləşərək 1,4-diasetoksi-2-buten verir. Olefin 1,4-diasetoksibutana qədər hidrogenləşdirilir, bu da butandiol və ya THF-ə hidroliz oluna bilər.
Dünyada illik tetrahidrofuran istehsalı təxminən 200000 ton təşkil edir.
Tətbiqi:
THF oksigen atomunun Qrinyar reaktivinin maqnezium ion komponentinə koordinasiya etmə qabiliyyətinə görə tez-tez Qrinyar reaktivləri üçün həlledici olaraq istifadə olunur. Bu maddəyə polimer kimyasında da rast gəlmək olar. Məsələn, gel keçirmə xromotoqrafiyasında istifadə olunan kauçuku həll etmək üçün istifadə oluna bilər.
Tetrahidrofuranın bir neçə tətbiq sahəsi vardır. Bunlardan biri neylon istehsalında istifadə olunan təbii və sintetik qətran həlledicisi kimi istifadə olunmasıdır. Vinil xloridin güclü həll ola bilməsi səbəbindən, yüksək polimerləşmə dərəcəsində belə THF sintetik dəri örtükləri üçün bir həlledici olaraq istifadə olunur. Mükəmməl həll olma və yayılma xüsusiyyətlərindən istifadə edərək THF vinil və epoksi yapışdırıcılar üçün həlledici kimi istifadə olunur.
THF, fotosensitiv qətranlar kimi xüsusi qətranlar üçün bir həlledici olaraq geniş istifadə olunur, çünki otaq temperaturunda belə müxtəlif qətranları həll edə bilir və su, əksər üzvi həlledicilərlə qarışdırılır. Bundan əlavə, Qrinyar və Vittiq reaksiyalarında, əczaçılıq və kənd təsərrüfatı istehsalında, reaksiya və təmizləmə üçün bir həlledici olaraq istifadə olunur.
Poliqlikol kimi polimerlərin xəbərçisi olduğu üçün əhəmiyyətli kimyəvi maddələrdən biridir.
Ədəbiyyat:
- https://www.m-chemical.co.jp/en/products/departments/mcc/c4/product/1201006_7922.html
- https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/source/hsdb/125
- http://www.chemspider.com/Chemical-Structure.7737.html
- https://atamankimya.com/sayfalar.asp?LanguageID=1&cid=3&id=13&id2=6972
