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| 名前 | |||
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| 推奨IUPAC名 フラン[ 1 ] | |||
| IUPAC体系名 1,4-エポキシブタ-1,3-ジエン1-オキサシクロペンタ-2,4-ジエン | |||
| その他の名前 オキソール、オキサ[5]アヌレン、1,4-エポキシ-1,3-ブタジエン、5-オキサシクロペンタ-1,3-ジエン、5-オキサシクロ-1,3-ペンタジエン、フルフラン、ジビニレンオキシド | |||
| 識別子 | |||
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3Dモデル（JSmol） | |||
| 103221 | |||
| チェビ |
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| チェムブル |
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| ケムスパイダー |
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| ECHA 情報カード | 100.003.390 | ||
| EC番号 |
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| 25716 | |||
| ケッグ |
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PubChem CID | |||
| RTECS番号 |
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| ユニイ |
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| 国連番号 | 2389 | ||
CompToxダッシュボード（EPA） | |||
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| プロパティ | |||
| C 4 H 4 O | |||
| モル質量 | 68.075 g·mol −1 | ||
| 外観 | 無色の揮発性液体 | ||
| 密度 | 0.936 g/mL | ||
| 融点 | −85.6 °C (−122.1 °F; 187.6 K) | ||
| 沸点 | 31.3 °C (88.3 °F; 304.4 K) | ||
磁化率（χ） | −43.09·10 −6 cm 3 /モル | ||
| 危険 | |||
| GHSラベル： | |||
   | |||
| 危険 | |||
| H224、H302、H315、H332、H341、H350、H373、H412 | |||
| P201、P202、P210、P233、P240、P241、P242、P243、P260、P264、P270、P271、P273、P280、P281、P301+P312、P302+P352、P303+P361+P353、P304+P312、P304+P340、P308+P313、P312、P314、P321、P330、P332+P313、P362、P370+P378、P403+P235、P405、P501 | |||
| NFPA 704（ファイアダイヤモンド） | |||
| 引火点 | −36 °C (−33 °F; 237 K) | ||
| 390℃（734℉; 663 K） | |||
| 爆発限界 | 下限: 2.3%上限: 14.3% (20℃) | ||
| 致死量または濃度（LD、LC）： | |||
LD 50（中間投与量） | > 2 g/kg（ラット） | ||
| 安全データシート（SDS） | ペナケム | ||
| 関連化合物 | |||
関連する複素環 | ピロールチオフェン | ||
関連化合物 | テトラヒドロフラン（THF）2,5-ジメチルフランベンゾフランジベンゾフラン | ||
| 構造 | |||
| C 2v | |||
特に記載がない限り、データは標準状態（25 °C [77 °F]、100 kPa）における材料のものです。 | |||
フランは、 4つの炭素原子と1つの酸素原子からなる5員芳香環からなる複素環式有機化合物です。このような環を含む化合物はフランとも呼ばれます。
フランは無色で可燃性、揮発性の高い液体で、沸点は室温付近です。アルコール、エーテル、アセトンなどの一般的な有機溶媒に溶け、水にはわずかに溶けます。[ 2 ]強いクロロホルム 臭があります。[ 3 ]有毒で あり、人体に対して発がん性がある可能性があります。フランは他の特殊化学品の原料として使用されます。[ 4 ]
歴史
「フラン」という名称は、ラテン語の「ふすま」を意味する「 furfur 」に由来する[ 5 ]（フルフラールはふすまから生成される）。最初に報告されたフラン誘導体は、1780年にカール・ヴィルヘルム・シェーレによって2-フラン酸として報告された。もう一つの重要な誘導体であるフルフラールは、 1831年にヨハン・ヴォルフガング・デーベライナーによって報告され、9年後にジョン・ステンハウスによってその特性が明らかにされた。フラン自体は1870年にハインリヒ・リンプリヒトによって初めて合成されたが、彼はそれを「テトラフェノール」と呼んだ（フェノール、C 6 H 5 OHの4炭素類似体であるかのように）。[ 6 ] [ 7 ]
生産
工業的には、フランはパラジウム触媒によるフルフラールの脱炭酸反応、または銅触媒による1,3-ブタジエンの酸化反応によって製造される。[ 4 ]
実験室では、フランはフルフラールから2-フラン酸への酸化とそれに続く脱炭酸によって得ることができる。[ 8 ]また、ペントース含有物質やセルロース固体、特に松材の熱分解によって直接製造することもできる。
フランの合成
ファイスト・ベナリー合成はフラン類を合成する古典的な方法である。この反応は、1,3-ジケトンをα-ブロモケトンでアルキル化し、続いて中間体であるヒドロキシジヒドロフランを脱水反応させるものである[ 9 ]。もう一つの伝統的な方法は、1,4-ジケトンと五酸化リン（P 2 O 5 ）を反応させるパール・クノール合成である[ 10 ]。
置換フランの合成には多くの経路が存在する。[ 11 ] [ 12 ]
![ローズフランはローズオイルに含まれる芳香化合物です。[10]](/wiki/File:Rosefuran-2D-skeletal.png)
構造と結合
フランは、酸素原子上の孤立電子対の1 つが環に非局在化して4 n + 2芳香族システムを形成するため、芳香族性を持ちます(ヒュッケル則を参照)。芳香族性は、ベンゼンや関連複素環式化合物であるチオフェンおよびピロールに比べると控えめです。ベンゼン、ピロール、チオフェン、フランの共鳴エネルギーは、それぞれ 152、88、121、67 kJ/mol (36、21、29、16 kcal/mol) です。したがって、これらの複素環式化合物、特にフランは、これらの環の不安定性からも明らかなように、ベンゼンよりも芳香族性がはるかに低いです。[ 13 ]分子は平面ですが、酸素に結合した C=C 基は、重要な二重結合特性を保持しています。酸素原子のもう 1 つの孤立電子対は、平面環システムの平面内に広がっています。
共鳴寄与因子の検討により、ベンゼンに比べて環の電子密度が増加し、求電子置換速度が上昇することが示された。[ 14 ]
反応性
フランは部分的に芳香族であるため、エノールエーテルと芳香環の中間的な挙動を示します。テトラヒドロフランなどのエーテルとは性質が異なります。
エノールエーテルと同様に、2,5-二置換フランは加水分解を受けやすく、可逆的に 1,4-ジケトンを生成します。
フランは、エチル（ E）-3-ニトロアクリレートなどの電子不足ジエノフィルとのディールス・アルダー反応においてジエンとして作用する。 [ 15 ]反応生成物は異性体の混合物であり、エンド異性体が優先される。
フランとアラインとのディールス・アルダー反応では、対応するジヒドロナフタレン誘導体が得られ、これは他の多環芳香族化合物の合成において有用な中間体となる。[ 16 ]
- 酸素ヘテロ原子の電子供与性により、求電子置換反応においてベンゼンよりもかなり反応性が高い。0℃で臭素と反応して2-ブロモフランを与える。
- フランを水素化すると、ジヒドロフランとテトラヒドロフランが順次生成されます。
- アフマトヴィッツ反応では、フランがジヒドロピラン化合物に変換されます。
- ピロールは、SiO2やAl2O3などの固体酸触媒の存在下でフランをアンモニアで処理することによって工業的に製造することができる。[ 17 ]
安全性
フランは、熱処理された市販の食品に含まれており、天然の食品成分の熱分解によって生成されます。 [ 18 ] [ 19 ]焙煎コーヒー、インスタントコーヒー、加工ベビーフードにも含まれています。[ 19 ] [ 20 ] [ 21 ]研究によると、エスプレッソメーカーで淹れたコーヒーやカプセルで淹れたコーヒーには、従来のドリップコーヒーメーカーで淹れたコーヒーよりも多くのフランが含まれていますが、[ 22 ]そのレベルは依然として安全な健康限度内です。[ 23 ]
食品からのヒトへの推定曝露量の約2,000倍のフラン曝露は、ラットおよびマウスの肝細胞腫瘍およびラットの胆管腫瘍のリスクを増加させる。[ 24 ]そのため、フランはヒトに対する発がん性の 可能性がある物質としてリストされている。[ 24 ]
参照
参考文献
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外部リンク
