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氘代四氢呋喃的应用

发布日期:2018/11/15 13:14:36

背景及概述[1][2]

四氢呋喃是由四个碳原子组成的饱和环醚。能与水混溶,与一般有机溶剂(乙醇、乙醚、脂肪烃、卤代烃等)都能相溶,是优良溶剂。通常由1,4-丁二醇脱水或呋喃氢化制取。长期与空气接触会发生自动氧化,生成爆炸性的过氧化物。在作为化学反应的溶剂使用前,必须经过预处理,除去可能存在的过氧化物或为防止自动氧化而加入的抗氧剂。

在预处理蒸馏或加热前,应先用2%酸性碘化钾溶液检查是否存在过氧化物,用硫酸亚铁和硫酸的混合水溶液洗涤或用氢化铝锂回流,方能进行蒸馏以除去水、过氧化物、抗氧剂及其他杂质。它是易燃液体,沸点及闪点都低,常温下易着火,使用时必须远离火源。它对皮肤及眼、鼻、舌的粘膜有刺激作用,其蒸气有麻醉性,长时间吸入高浓度蒸气会引起头昏、眼花、头痛、呕吐等。

当它在血液中的浓度达到160毫克%时会使人完全麻醉,达到300~400毫克%能致死。但纯品的毒性比丙酮还低,属于毒性最小的溶剂之一。在工作场所最高允许浓度为200ppm,大于25~50ppm 时即能嗅到它的气味。一般使用没有危险性。应贮藏在阴凉通风干燥处。四氢呋喃-d8,英文名称为Tetrahydrofuran-d8,别名为氘代四氢呋喃,分子式为C4D8O,是一种化工中间体。

结构

应用[1][2]

四氢呋喃作为在格氏反应、聚合反应、用氢化铝锂的还原反应、缩合反应及酯化反应中的优良溶剂。它的溶解速度快,对树脂表面和内部的渗透扩散性能好,因而得到广泛应用。用它溶解聚氯乙烯、聚偏氯乙烯及其他共聚物,可获得低粘度的溶液,应用于作为表面保护性的涂料、粘接剂及薄膜等的制造,还可用于油墨的调制、脱漆剂、萃取剂及人造革表面处理剂等。在氯化锌存在下与酸或酰氯作用,易于开环,生成1,4-丁二醇、1,4-二氯丁烷。与氯化氢气体加热可制得4-氯-1-丁醇。

四氢呋喃也可作为合成丁二烯、锦纶、聚丁二醇醚、γ-丁内酯、聚乙烯吡咯烷酮、四氢噻吩等的原料。氘代四氢呋喃则主要作为医药中间体使用,其应用举例如下:

氘代四氢呋喃作为溶剂用于制备半导体催化剂。包括下述原料:硒化镉或硫化镉量子点,和钴、镍或铁的盐或配合物。本发明是由硒化镉或硫化镉量子点通过光化学方法制备高效半导体催化剂并在电子牺牲体存在下光解水制氢气的方法,可以简单快捷实现由硒化镉或硫化镉量子点通过可见光驱动光反应原位制备高效半导体催化剂并在电子牺牲体存在下光解水制氢气。产氢速率分别可达40μmol·h-1·mg-1(CdSe)和25μmol·h-1·mg-1(CdS)。

制备方法,包括如下具体步骤:

1) 在透明的反应器中,加入水溶性硒化镉或硫化镉量子点;

2) 向反应器中加入电子牺牲体的水或有机溶液,得混合液A;

3) 步骤2)得到的混合液A中加入钴、镍或铁的盐或配合物溶液,得到混 合液B;

4) 向步骤3)得到的混合液B中加水或水和与水互溶的有机溶剂的混合溶 剂,得到混合液C;在所述水和与水互溶的有机溶剂的混合溶剂中,所述有机溶剂是乙腈、四氢呋喃、二甲基甲酰胺、甲醇、乙醇、丙醇,丙酮、氘代水、氘代乙腈、氘代四氢呋喃、氘代二甲基甲酰胺、氘代甲醇、氘代乙醇、氘代丙醇或氘代丙酮。优选地,所述水∶有机溶剂的体积比=1∶0.5~5;

5) 向步骤4)得到的混合液C中加入适量的酸溶液或者碱溶液,调节pH值, 使体系的pH=4~11;,得到混合液D;

6) 将惰性气体通入装有混合液D的反应器中,或将装有混合液D的透明的 反应器抽真空;在惰性气体或真空氛围中,用波长=400nm~780nm的可见光 照射反应器,反应结束后,离心机离心沉淀后制得用于光催化制氢体系的半导 体催化剂。

主要参考资料

[1] 科学技术社会辞典·化学

[2] CN201110170265.2 .半导体催化剂及其制备方法、包含半导体催化剂的催化制氢体系及其制氢方法 

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