當前位置:歷史故事大全網 - 故事大全 - 糠醛是什麽內容?

糠醛是什麽內容?

植物纖維原料中的戊聚糖經水解和脫水生成的產物。又稱2-呋喃甲醛。分子式為:C4H3OCHO,結構式為:

簡史和現況

1832年德別雷納(J.W.D?berei-ner)報道了在蔗糖加二氧化錳和硫酸作用制備甲酸時,從混濁的餾出液中分離出黃色的油狀物質。由於數量太少,未能鑒定和命名。1840年斯滕豪斯(J.Stenhouse)用玉米芯、燕麥殼取得同樣的產物,並進行了化學組成的研究,確定了分子式,從而推斷出用任何植物原料都可以獲得糠醛及其有關產物。但其名稱是由1845年福恩斯(G.Fownes)先命名為糠油,後發現其具有醛的性質,而改成糠醛。直到1922年美國桂格燕麥公司(The Quaker Oats Co.)首先宣布糠醛的工業化生產。1988年美國年產量約6萬噸,占世界第壹位。主要生產國還有多米尼加、中國、蘇聯、法國、南非聯邦等國家,世界年產量約30萬噸。中國自1943年起生產糠醛,至1989年產量超過4萬噸,是世界主要出口國家之壹。

生產工藝

糠醛是用富含戊聚糖的植物原料生產的。常用的有玉米芯、燕麥殼、棉籽殼、甘蔗渣、稻殼等,以玉米芯為最好。它們的平均理論糠醛含量(%)為:玉米芯23.4,燕麥殼22.3,棉籽殼18.6,甘蔗渣17.4,稻殼11.4。戊聚糖轉變成糠醛的反應過程分兩步進行:

若上述兩個反應是在同壹設備中同時進行的,稱直接法(或壹步法);依次分別在兩個設備中進行的,稱為間接法(或兩步法)。常用的直接法,具有設備簡單、得率高、成本低、生產能力大等優點,但原料中各組分的綜合利用差些,因此間接法仍在研究改進中。

反應過程中糠醛會進壹步分解成甲酸和腐殖質。糠醛得率的高低取決於糠醛的生成和糠醛的分解兩個反應。影響糠醛得率的因素除了原料特征以外,還有催化劑的種類和濃度、固液比、溫度、蒸汽用量及蒸汽在料層中的流動狀態等。各國根據原料的特征、催化劑的種類等條件,采用不同的反應設備、水解工藝和加工方法。如美國桂格燕麥公司法(包括間歇和連續兩種)、法國農業呋喃法等。中國采用立式間歇式水解鍋稀硫酸水解工藝。

直接法糠醛生產示意流程為:

原料和稀硫酸混合後,直接裝入水解鍋中蒸煮,反應溫度在170℃左右。通常用過熱到220℃的水蒸氣加熱,使原料中的戊聚糖水解成戊糖,並進壹步脫水生成糠醛。在水蒸氣加熱和流動下,將生成的糠醛帶出水解鍋。接著通過二次蒸汽發生器回收熱能,醛汽冷凝成原液。生成的二次蒸汽壓力較低,可作為蒸餾、精制等的熱源。原液中的糠醛濃度受水解工藝和操作條件而變,壹般為3~6%。

原液經初餾塔加工,塔頂收集20~30%濃度(受其中低沸點物雜質含量影響而變化)糠醛汽,經冷凝、冷卻分成兩層:上層為稀醛層,含醛10%,含水90%;下層為濃醛層,含醛90~93%,含水7~10%。上層稀醛送回流或低沸點物塔處理,下層濃醛經脫水和精餾制成成品。

原料和工藝過程對產品質量影響較大。若粗醛中有機酸含量過高且加工達不到標準要求時,可用中和法或水洗法處理。副產物甲醇和醋酸需要時可以回收。水解蒸煮過程的殘渣主要用作鍋爐燃料。

理化性質

剛蒸餾所得的產品是無色透明的油狀液體,與空氣接觸,顏色逐漸轉變成黑褐色。它能與大多數普通溶劑互溶,但與飽和脂肪烴只能微量互溶。無機鹽壹般不溶於糠醛。

糠醛的分子量96.08,沸點(101.3千帕)161.7℃,冰點-36.5℃,折射率1511211.5261,密度1511211.1598,閃點(閉口杯)61.7℃,燃點315℃。糠醛與水形成具有最低沸點的恒沸物,常壓下沸點97.9℃,含糠醛35.2%(重量)。與水部分互溶,20℃時水層和糠醛層分別含糠醛8.3%和水95.2%(重量)。

糠醛的化學性質與呋喃環和醛基有關。在無氧的條件下糠醛是熱穩定的,在高溫(230℃)下經歷若幹小時後,除顏色轉深以外,其他物理性質不發生變化。

糠醛在催化劑存在下氧化成糠酸,還原成糠醇,脫羰基成呋喃,與強堿作用發生卡尼查羅反應,生成糠醇和糠酸鹽。像別的醛類壹樣,糠醛與具有活潑亞甲基功能團的化合物(如脂肪醛、酮、腈等)縮合,也能與糠醇和酚類化合物作用生成樹脂。

糠醛在稀酸中會進壹步分解,結果形成黑色的聚合物,反應速率與氫離子濃度和反應溫度有關。呋喃環易受大氣中氧作用,生成酸性氧化物,添加堿性物質可阻止自氧化反應。糠醛的顏色隨酸和聚合物含量增多而變深。

糠醛與苯胺—冰醋酸反應呈鮮紅色,常用於糠醛定性顯色反應。定量分析以醛基和呋喃環兩種性質為基礎,常用的容量法有鹽酸羥胺法和溴化法。重量法是間苯三酚法。選擇測定法時,應考慮雜質的影響。中國成品分析時采用鹽酸羥胺法。中國工業糠醛國家標準技術要求如右表。

用途

糠醛主要用作生產呋喃衍生物(糠醇、四氫糠醇、硝基呋喃類藥物)的原料。糠醇主要用於鑄造樹脂生產。鑄造工業采用糠醇樹脂可以提高鑄件質量,降低成本。糠醇樹脂還用於設備防腐等方面。糠醇樹脂與糠醛丙酮樹脂、糠醛(或糠醇)和苯酚甲醛反應生成的樹脂壹起統稱為呋喃樹脂。呋喃樹脂具有耐酸、耐堿、耐較高溫的性質,用於砂輪膠結劑,防腐塗料等。糠醛是良好的選擇性溶劑,分離飽和脂肪族化合物中的不飽和化合物和色素等,用作潤滑油和植物油等精制和松香脫色,樹脂稀釋、阻聚,以及四個碳的餾分中分離丁二烯等萃取蒸餾的溶劑

  • 上一篇:馬雲王健林豪賭1億:十年後電商能否取代店鋪
  • 下一篇:結晶程度和結晶度的區別
  • copyright 2024歷史故事大全網