Furfural

Furfural veya nadiren fürfüral, formülü C4H3OCHO olan bir organik bileşiktir. Ticari çeşitleri sıklıkla kahverengi olsa da aslında renksiz bir sıvıdır. Furan yapısının 2. atomun aldehit grubu bağlanmış halidir. Şeker dehidrasyonu sonucunda oluşur. Kelime Latince furfur "kepek" ve +al "organik kimyada aldehitlerin sonuna eklenen ek" yapılarından müteşekkildir. Etanol, asetik asit ve şeker gibi furfural da doğal prekürsörlerden pürifiye edilmiş en eski organik kimyasallardandır.

 Tarihçe 
Furfural ilk kez 1821 yılında Alman kimyager Johann Wolfgang Döbereiner tarafından formik asidin yan ürünü olarak az miktarda izole edilir (ve 1832 yılında keşifleri yayınlanır).J. W. Döbereiner (1832). "Ueber die medicinische und chemische Anwendung und die vortheilhafte Darstellung der Ameisensäure"  (Formik asidin medikal ve kimyasal tatbikatı ve faydalı olacak şekilde hazırlanması üzerine)  Annalen der Pharmacie (Almanca). s. 141 "Ich verbinde mit diese Bitte noch die Bemerkung, … Bittermandelöl riechende Materie enthält, … " (Bu hem sülfürik asitle simultane reaksiyonundan oluşan formik asidi gözlemlemek hem de izole edildiğinde çin tarçını ve acı bademin karşımı gibi kokan ve yağlı bir materyal olan uçucu manganez peroksitin şeker ile ... gözlenmesi ricasına icabet ederek) 1840 senesinde ise İskoç kimyacı John Stenhouse, furfuralın mısır, yulaf, kepek gibi ekin ürünleri ve talaşın sülfürik asit ile damıtılmasından elde edilebildiğini bulmuş ve ampirik formülünü (C5H4O2) keşfetmiştir. 1845 yılında da İngiliz kimyacı George Fownes bu yağı furfurol (furfur "kepek" ve oleum "yağ" kelimelerinden) olarak isimlendirir. 1848 yılında Fransız kimyacı Auguste Cahours, furfuralın bir aldehit olduğunu tespit eder. Furfuralın yapısı, bünyesindeki sert reaksiyonlarda parçalanmaya meyilli olan siklik eterden(furan yapısı) dolayı biraz daha geç keşfedilir. 1870 senesinde Alman kimyager Adolf von Baeyer, kimyasal olarak benzer olan furan ve 2-furoik asit hakkında spekülasyonlar yapar. Bu fikirleri Heinrich Limpricht'in çalışmalarıyla da desteklenir. 1877 senesindeki yayınlarıyla Baeyer spekülasyonlarının doğru olduğunu kanıtlar.1877'de Baeyer furfural hakkında bir dizi makale yayınlar ve ayrıca yapısını da tespit etmeye çalışır. "Ueber das Furfurol. Erste Mittheilung"  (Furfural üzerine. Birinci rapor). Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft (Almanca). 10: 355-358. doi:10.1002/cber.187701001101 . "Ueber das Furfurol. Zweite Mittheilung"  (Furfural üzerine. İkinci rapor). Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft (Almanca). 10: 695–698. doi:10.1002/cber.187701001195 . "Ueber das Furfurol. III. Mittheilung"  (Furfural üzerine. Üçüncü rapor). Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft (Almanca)10 (2): 1358–1364. doi:10.1002/cber.18770100225 . 1886 yılında ise kimyevi yapısı doğru şekilde tespit edilmiş ve furfural("furfuraldehit"in kısaltılmışıdır.) şeklinde adlandırılmaya başlanmıştı. 1887 senesinde Alman kimyager Willy Marckwald, furfuralın bazı türevlerinin furan yapısına sahip olduğunu tespit eder.W. Marckwald (1887) "Zur Kenntnis der Furfuranverbindungen"  [Furfural bileşiği hakkındaki bilgiler(e katkımız)]. Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft (Almanca). 20 (2): 2811-2817. doi:10.1002/cber.188702002140  1901 yılında Alman kimyager Carl Harries furanın yapısını süksinaldehit ve 2-metilfuran üzerine yaptığı çalışmalar ile tespit eder ve böylelikle furfuralın hipotetik yapısını ispatlar.C. Harries (1901). "Ueber den Succindialdehyd"  [Süksinaldehit üzerine]. Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft (Almanca). 34 (2): 1488-1498. doi:10.1002/cber.19010340225 .C. Harries (1898). "Ueber die Aufspaltung des Sylvans zum Aldehyd der Lävulinsäure, Pentanonal. Untersuchungen über Bestandtheile des Buchentheers. I."  [2-metilfuranin levülinik asidin aldehiti pentanonale yıkılması üzerine. Kayın ağacından elde edilen katran unsurları üzerine araştırmalar. I.]. Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft (Almanca). 31 (1): 37–47. doi:10.1002/cber.18980310109 

Furfural yapısı Quaker Oats Company'nin yulaf kepeklerinde seri üretime bağladığı 1922'ye kadar kısmen belirsizliğini korur. Günümüzde furfural zirai yan ürünler olan bagas ve mısır koçanından el edilmektedir. Günümüzde furfural ana üreticileri Dominik Cumhuriyeti, Güney Afrika ve Çin'dir.

 Özellikler 
Furfural, çoğu organik polar çözücüde kolayca çözünebilmektedir lakin su ve alkanlarca çözünemez.

Furfural, diğer aldehit ve aromatik bileşiklerin girdiği aynı tür reaksiyonlara katılabilir. Benzenden daha az aromatiktir. Kolayca hidrojene olup tetrahidrofurfuril alkole dönüşmesi buna delil gösterilir. Asit varlığında da ısıtıldığında irreverisbl polimerize olur ve termoset polimer gibi davranır.

 Üretim 

Furfural 5 karbonlu şekerlerin(pentoz), bilhassa ksilozun asit ile dehidrasyonunun katalizlenmesi ile elde edilebilir.

 →  + 3 

Bu süreçte kullanılan şekerler, lignoselüloik biyokütlede bulunan hemiselülozlardan elde edilen pentozanlardan elde edilebilir.

Ekin artıklarının, çeşidine bağlı olarak kütlesinin %3 ila %10'luk bir miktarı furfural olarak geri kazanılabilir. Furfural ve su birlikte reaksiyon karışımından buharlaşır ve ardından yoğunlaşma ile ayrılırlar. Global üretim kapasitesi 2012 yılında yaklaşık 800.000 ton idi. Çin en büyük tedarikçi ve global üretim kapasitesinin büyük bir kısmını oluşturur. Diğer iki ana ticari üreticiler ise Güney Afrikalı Illovo Sugar ve Dominikli Central Romana şirketidir.

 Güvenlik 
Furfuralın bazı hayvanlar için kanserojenik, tek hücreli canlılar için mutajenik olduğu tespit edilmiştir, lakin insanlar üzerine deney yapılmamıştır. İnsan sağlığı üzerine etkisi hakkında yeterli bilgi olmadığı ve mevcut az miktardaki testin de Grup 2A/2B kriterlerini karşılamakta yetersiz kalmasından dolayı IARC Grup 3 sınıfında yer alır. Hepatotoksiktir.

Ortalama öldürücü dozu 650–900 mg/kg (oral, köpekler) yani yüksektir, gıdalardaki yaygınlığıyla insicamlıdır.

İş Güvenliği ve Sağlığı İdaresi, furfural için sekiz saatlik ortalama ağırlıktaki (TWA) çalışma için 5 ppmlik maruziyet sınırı koymuştur. Ayrıca cilt emilimi açısından risk olduğunu ilan etmiştir.

 Ayrıca bakınız 
 Anilin asetat testi()
 Bial testi
 Molisch testi()
 Tollens ayıracı()

 Dış bağlantılar 
 Furfural Pesticide Properties DataBase (PPDB) sayfasından

 Dipnotlar 

 Kaynakça 

Kategori:Konjuge dienler
Kategori:Monomerler
Kategori:Aromalar
Kategori:Çözücüler
Kategori:Reçineler
Kategori:19. yüzyılda keşfedilen maddeler