الفيوران Furane
الفيوران ويعرف أيضاً بالـفورفوران هو مركب عضوي له الصيغة C4H4O ، وهو من المركبات العطرية الحلقية غير المتجانسة، تتألف بنيته من حلقة خماسية غير مشبعة حاوية على ذرة أكسجين.
الفيوران سائل عديم اللون ودرجة غليانة 31 م° ذو رائحة تشبه رائحة الكلوروفورم ويذوب بشحة في الماء إلا أنه يمتزج مع معظم المذيبات العضوية.
تم استخدام الفيوران كوسيط في إنتاج رباعي هيدروفيوران. حيث ان التعرض لاستنشاق هذه المادة يسبب التهيج للعينين والجلد وخلل في الجهاز العصبي المركزي.
اكدت الدراسات ان الفيوران يسبب طفرات جينية في الحيوانات ومن المتوقع بشكل معقول أن يكون مادة مسرطنة للإنسان استنادًا إلى دليل على حدوث السرطان في الحيوانات التجريبية.
اسم "الفوران" مشتق من اللاتينية furfur، وتعني المخ.عام 1780 وصف كارل ڤلهلم شيل أول مشتق للفوران والذي أطلق عليه حمض الفوريك-2.
اسماء اخرى للمركب :
FURAN
Divinylene oxide
Furfuran
Tetrole
Oxacyclopentadiene
الكتلة المولية :
68.07 g/mol
طرق تحضير الفيوران Methods of preparation
1-
طريقة بال-كنور
لتحضير الفيوران Paal-Knorr synthesis
تعتبر هذه الطريقة
من الطرق المعملية المهمه للحصول على المركبات الحلقية الغير متجانسة خماسية الحلقة
والتي تحتوي على ذرة واحدة غير متجانسة وذلك بنزع الماء من مركبات 1-،4- ثنائية الكربونيل
(1-،4-داي كيتون او 1-،4- داي الدهايد(
2-
يمكن الحصول على
الفيوران تجاريا بالتقطير الجاف لحمض ميوكيك (Mucic
acid)
3- يحضر الفيوران من معاملة نخالة الذرة او الأرز بحامض
HCl مع التسخين حيث يتم نزع الماء من السكر الخماسي الذي تحتوي
علية النخالة، ونحصل على الفورفيورال والذي يمكن تحويلة الى الفيوران عن طريق نزع مجموعة
الألدهيد منه بواسطة الحرارة العالية ووجود عامل حفاز مثل ZnO )أكسيد الخارصين(
4-
من تفاعل أيثيل
أسيتو أسيتات مع اليود ومعالجة الناتج بحامض الكبريتيك مع التسخين.
الخواص الكيميائية للفيوران Chemical properties
الصفة الأروماتية
تتميز مركبات البيرول
والفيوران والثيوفين بوجود الصفة الأروماتية الموجودة بحلقة البنزين ويرجع السبب في
ذلك الى مشاركة زوج الألكترونات الحر الموجودعلى الذرة الغير متجانسة في الرنين الذي
يحدث في هذه الحلقات الناشىء عن حركة الكترونات باي
حلقة الفيوران
وهذه الصفة الأروماتية
الموجودة في الفيوران تختلف عن الصفة الأروماتية في البيرول والثيوفين وذلك تبعاً للسالبية
الكهربية للذرة الغير متجانسة وإمكانية الرنين الرنين التي يستطيع كل مركب ان يقوم
به
فمثلاً السالبية
الكهربية للأكسجين = 3.5
السالبية الكهربية
للنيتروجين = 3.0
السالبية الكهربية
للكبريت = 2.5
وهذا يعني ان الأكسجين
أكبر قدرة على التمسك بالألكترونات الحرة من النتروجين والنتروجين اكبر قدرة على التمسك
بالألكترونات الحرة من الكبريت وهذا ينعكس على تكوين الصفة الأروماتية لكل منهما.
وكلما كان زوج
الألكترونات الحرة للذرة غير المتجانسة طليقا كانت مشاركتة في تكوين الصفة الأروماتية
أكبر وبمعنى أخر فأن كثافة السحابة الألكترونية وبالتالي الصفة الأروماتية لهذا المركب
تتناسب تناسباً عكسياً مع السالبية الكهربية للذرة غير المتجانسة وبالتالي يمكن ترتيب
هذه المركبات حسب خاصيتها الأروماتية
Thiophene > Pyrrole > Furan
تأثير الأحماض:
تنتج حلقة الفيوران بسهوله أذا تعرضت لوسط حامضي مركز وهذا يشبة التحلل المائي
في وسط حمضي للاينول إيثر
تفاعلات الأستبدال الألكتروفيلي للفيوران
من الصيغ الرنينية للفيوران نجد ان الكثافة الألكترونية تكون اعلى مايمكن عند
موضعي 2-،5- وأقل مايمكن عند موضعي 3-،4-
هذه التفاعلات السابقة لحلقة الفيوران التي لاتحمل مجاميع بديلة أما أذا كانت
حلقة الفيوران تحمل مجاميع بديلة فأن ذلك يؤثر على تفاعلاتها بطريقتين حسب نوع المجموعة
البديلة.
1-
المجاميع الساحبة
للألكترونات
تزيد من ثباتية
الفيوران وذلك لأن هذه المجاميع تقوم بسحب الألكترونات من الحلقة مما يجعلها تضغط على
ذرة الأكسجين لسحب زوجها الألكتروني الحر لتعويض النقص الحاصل وهذا يعني مشاركة أكبر
من الأكسجين في تكوين الصفة الأروماتية للفيوران وهذا يجعل الحلقة أكثر أستقراراً واكثر
صفة أروماتية وبالتالي أكثر مقاومة للأحماض.
وأوضح مثال على
ذلك ان عملية النيترة او السلفنة او الهلجنة لمشتق الفيوران الذي يحمل مجموعة ساحبة
للألكترونات مثل NO2 ، الأسيل، السيانيد، الهالوجين، يمكن ان تتم فيها التفاعلات مثل البنزين
كما يلي
2-
المجاميع الدافعة
(المعطية) للألكترونات
تُقلل من أستقرار
الحلقة بسبب زيادة الكثافة الألكترونية عليها وبالتالي زيادة قاعدية ذرة الأكسجين وهذا
يقلل من عملية الرنين مما يزيد من حاسية الحلقة تجاة الأحماض والكواشف الألكتروفيليةومن
أمثلة المجموعات المعطية مجموعة الألكيل، الهيدروكسيل، الأمين، الألكوكسي، وغيرها..
اهم مشتق من مشتقات الفيوران هوا
الفورفيورال
بعض التفاعلات
1-
تفاعل كانيزارو
2-
تفاعل بنزوين
(كاشف بنزوين)
السلام عليكم ورحمة الله وبركاته
ReplyDeleteممكن توضح لنا بالمعادلات أكسدة الفيوران, وخاصة الأكسدة بواسطة برمنغنات البوتاسيوم.
والأكسدة بواسطة البروم في الكحول المثيلي للحصول على سز وترانس 5,2- ثنائي هايدرو , 5,2- ثنائي ميثوكسي فيوران. الذي يتحلل في الوسط الحامضي الى ثنائي الدهايد الماليك.
جزاكم الله خيراً