实验六 呋喃甲醇和呋喃甲酸的制备
一. 实验原理
无α-氢的醛与浓的强碱溶液作用，发生分子间的自身氧化还原反应，一分子醛被还原成醇，另一分子醛被氧化成酸，此类反应称为Cannizzaro反应。呋喃甲醇和呋喃甲酸就是由呋喃甲醛经Cannizzaro反应制得。
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HONaOHCH2OH+
COONa
OONa+HClCOOH+NaCl
二. 试剂及实验装置
呋喃甲醛（FW 96） 10mL (11.6g , 0.12mol ) bp 161.7 ℃ d420 1.1594 g/mL 43% 氢氧化钠溶液 9mL 乙醚 b p 34.5℃ d420 0.7138g/mL 盐酸 聚乙二醇（400） 2g 无水硫酸镁
三. 实验步骤
1. 1. 在100mL烧杯中准确量取8mL43%的氢氧化钠溶液和2g聚乙二醇[1, 2]（相对分子质量为400），充分摇匀。将烧杯置于冰水浴中冷却至5℃左右。
2. 2. 在不断搅拌下，由滴液漏斗慢慢滴入10 mL新蒸过的呋喃甲醛[1]，控制滴加速度(约15加完)，保持反应温度在8~12℃[3]，加完后在室温下继续搅拌25min，反应即可完成，得到淡黄色浆状物。
3. 3. 在搅拌下加入适量的水（约15mL），使沉淀恰好完全溶解[4]，此时溶液呈暗褐色或暗红色。
4. 4. 将反应液转入分液漏斗中，用乙醚萃取，每次用10mL，重复萃取四次。
5. 5. 合并乙醚萃取液，用无水硫酸镁（约2g）干燥。
6. 6. 先在水浴上蒸去乙醚，再蒸馏呋喃甲醇，收集169~172℃的馏分，产率为68~84%。
7. 7. 乙醚萃取后的水溶液（主要含呋喃甲酸钠），在搅拌下用25%盐酸酸化，至刚果红试纸变蓝（pH=3）[5]，约需25%盐酸18mL。
8. 8. 充分冷却，使呋喃甲酸析出完全，抽滤，用少量水洗涤。
9. 9. 粗产品用水重结晶，得白色针状结晶体呋喃甲酸，产率约68%。 纯呋喃甲酸的熔点为133~134℃。
四. 注意事项
[1] 呋喃甲醛存放过久会变成棕褐色，并可能带有水分。因此使用前需蒸馏提纯，收集
155~162℃的馏分。最好采用减压蒸馏，收集54~55℃/2.3KPa的馏分。新蒸过的呋喃甲醛为无色或浅黄色液体。
[2] 反应在两相中进行，用聚乙二醇（400）作相转移催化剂。
[3] 反应开始后很剧烈，同时大量放热，溶液颜色变暗。若反应温度高于12℃时，则反应温
度极易升高，难以控制，致使反应液呈深红色。若低于8℃时，则反应速度过慢，可能使部分呋喃甲醛积累，一旦反应发生，反应就会过于猛烈，而使温度迅速升高，增加副反应，最终也可导致反应物变成深红色。
[4] 加入适量的水使固态的呋喃甲酸钠溶解，若加水过量会导致部分产品损失。
[5] 酸量一定要加足，保证酸化后pH=3，使呋喃甲酸充分游离出来。这是影响呋喃甲酸收
率的关键。
2-呋喃甲酸
【商标/商品名】:
2-呋喃甲酸
【产品类型】:
其他类
【产品专利号】:
未申请
【批准文号】:
2-呋喃甲酸
【生产厂商】:
磐信
【药剂类型】:
未知
【产品规格】:
淡黄色至类白色粉末
【主要成分】:
【用法用量】:
【产品卖点】:
【产品性能】:
中文名称： 2-呋喃甲酸中文别名：糠酸,-糠酸；麸酸；焦粘酸英文名称：2-Furoic acid 英文别名：
2-Furancarboxylic acid； Furan-2-carboxylic acid；Pyromucic acid 分 子 式：C5H4O3 分 子 量：112.08 CAS NO.：88-14-2 性 状：淡黄色至类白色粉末；熔点129~133℃；,沸点230-232℃ 用 途：主要用于合成呋脲青霉素和头孢噻呋（Ceftiofur）等,是用途极广的医药及染料中间体标 准：USP/BP/CP/EP
【产品说明】:
中文名称： 2-呋喃甲酸中文别名：糠酸,-糠酸；麸酸；焦粘酸英文名称：2-Furoic acid 英文别名：
2-Furancarboxylic acid； Furan-2-carboxylic acid；Pyromucic acid 分 子 式：C5H4O3 分 子 量：112.08 CAS NO.：88-14-2 性 状：淡黄色至类白色粉末；熔点129~133℃；,沸点230-232℃ 用 途：主要用于合成呋脲青霉素和头孢噻呋（Ceftiofur）等,是用途极广的医药及染料中间体标 准：USP/BP/CP/EP
中文名称： 2-呋喃甲酸
英文名称：2-Furoic acid
中文别名：糠酸,-糠酸；麸酸;焦粘酸
英文别名：2-Furancarboxylic acid; Furan-2-carboxylic acid;Pyromucic acid
分 子 式：C5H4O3
分 子 量：112.08
CAS NO.：88-14-2
性 状：白色单斜菱状晶体；熔点129~133℃；,沸点230-232℃
用 途：主要用于合成呋脲青霉素和头孢噻呋（Ceftiofur）等,是用途极广的医药及染料中间体
标 准：USP/BP/CP/EP
第二篇：呋喃甲酸和呋喃甲醇的制备和表征
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1、学习呋喃甲醛在浓碱条件下进行坎尼扎罗（Cannizzaro）反应制得相应的醇和酸的原理和方法。
2、进一步熟练巩固蒸馏、分液、沸点的测定，及重结晶等基本操作。
3、了解芳香杂环衍生物的性质。
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在浓的强碱作用下，不含α-活泼氢的醛类可以发生分子间自身氧化还原反应，一分子醛被氧化成酸，另一分子醛则被还原为醇，此反应称为坎尼查罗 (Cannizzaro) 反应。 反应实质是羰基的亲核加成。反应涉及了羟基负离子对一分子不含α-H的醛的亲核加成，加成物的负氢向另一分子醛的转移和酸碱交换反应。机理图如下：
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本实验的化学反应方程式如下：
本次实验将呋喃甲醛滴加到质量分数为30%左右的浓碱NaOH溶液中，以使醛尽可能地反应完全，未反应的醛则通过与饱和亚硫酸氢钠溶液反应除去。???????
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磁力搅拌装置、减压抽滤装置、半微量有机合成玻璃仪器；铁架台3个 、十字夹4个、 冷凝管夹2个、烧瓶夹2个、铁圈1个、50mL，100mL烧杯各1个、10mL量筒2个、水浴缸1个、磁力搅拌子 、大小滤纸、称量纸、 pH试纸、棉花、玻璃棒、滴管、药勺、火柴。
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呋喃甲醛（A.R）、氢氧化钠（A.R）、浓盐酸、甲基叔丁醚、活性炭、无水硫酸镁、饱和亚硫酸氢钠溶液。
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1、呋喃甲醛久置后成黑色液体，为保证反应顺利进行，特将呋喃甲醛在临用前蒸馏提纯，收集160~162℃馏分。新蒸馏的呋喃甲醛为无色或浅黄色液体。
2、配置质量分数为30%左右的NaOH溶液。用差量法称取3.5g NaOH于50mL三口烧瓶中，加7mL去离子水溶解，冷却至5℃备用。
3、温度计校准。本实验反应、蒸馏等步骤要求有精确的温度读数，特在实验进行前校准温度计。方法如下：配置冰与纯水（去离子水）的冰水混合物，视为0℃；将欲使用的温度计放入其中，读出并记下示数Δt；则用该温度计所测物体的实际温度T有如下关系：T = T测得—Δt。
4、将水浴锅温度调至5℃使其略低于反应体系要求的温度：一方面能与反应体系产生温差利于散热，防止体系过热而发生副反应；另一方面能防止水浴锅的热惯性使温度高于目标温度。
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在盛有NaOH溶液的三口烧瓶中，投入磁力搅拌子；另取6.6mL呋喃甲醛溶液于滴液漏斗中，冷却至8℃左右。调节水浴缸温度至5℃。按所绘装置图安装反应装置。
不断搅拌下滴加呋喃甲醛6.6 mL(约用20 min)，将反应温度控制在8～
12℃。滴加完毕，继续搅拌约30 min，得呋喃甲酸钠和呋喃甲醇粗产品，表观为黄色浆状物。
在搅拌下向反应混合物加入适量水（约 9mL）使其恰好完全溶解得到暗红色溶液。用甲基叔丁醚萃取（7mL ×4）；合并甲基叔丁醚萃取液并依次用5mL饱和硫酸氢钠溶液和10mL水洗涤后，加入无水硫酸镁干燥30分钟左右。最后用50 mL蒸馏烧瓶分次蒸除甲基叔丁醚，再蒸馏呋喃甲醇，收集169～172℃馏分，量其体积。
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在甲基叔丁醚提取后的水溶液中慢慢滴加浓盐酸，搅拌，调pH=2~3，冷却，结晶，减压抽滤。产物用少量冷水洗涤，抽干后收集粗产物，用水重结晶，称量产物质量。
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分别测定呋喃甲酸的熔点与呋喃甲醇的折光率，与标准物性比较借以判断产物纯度。
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1、呋喃甲醛久置后成黑色液体，要使反应顺利进行，应在临用前蒸馏提纯，收集160~162℃馏分。新蒸馏的呋喃甲醛为无色或浅黄色液体。
2、反应温度必须严格控制在8～12℃之间，温度过高会使反应难以控制并发生副反应影响产物纯度，温度过低会降低反应速率增加反应时间。
3、本反应是在两相中进行，搅拌必须充分。
4、黄色浆状溶液的溶解，结晶及重结晶的过程中用水要适量，否则会损失呋喃甲酸。
5、为安全起见，在蒸馏过程中应先用水浴锅加热并将有刺激性的挥发气体用塑料管导入下水道，待溶剂醚基本蒸发后再换用酒精灯隔石棉网加热蒸馏。
6、酸化过程要保证pH在2～3之间，使呋喃甲酸充分游离出来，这将影响呋喃甲酸收率。
7、呋喃甲酸重结晶时，不能长时间加热回流，否则部分呋喃甲酸被分解出现焦油状物。 -5-
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1、陈涛等编. 有机化学实验与指导. 北京：中国医药科技出版社，20032 、吴玉兰等编. 有机化学实验. 武汉：华中科技大学出版社，2011
3、徐国财等编. 有机化学实验指导. 安徽：安徽科学技术出版社，2006
4、李梦龙等编. 化学软件及其应用. 北京：化学工业出版社，2004
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