四氢呋[fū]喃（Tetrahydrofuran,THF）又称1,4-环氧丁烷、氧杂环戊烷， 分子式 为C₄H₈O，是一种带有 醚 类气味的极易挥发的无色透明液体，具有一定的毒性，且属于易燃易爆品，低沸点且流动性好,可溶于水及各类 有机溶剂 。 四氢呋喃是一种优良的溶剂和重要的 有机合成 原料，素有“万能溶剂”之称。此外，它还是一种重要的有机化工及精细化工原料，广泛应用于反应溶剂、化学中间产物、药物合成等。 四氢呋喃属于环烃类毒物，并在2017年10月27日世界卫生组织国际癌症研究机构公布的2B类致癌物清单中。可通过呼吸道、消化道、皮肤侵入机体，低浓度时对皮肤和 粘膜 有刺激作用；高浓度时有麻醉作用、肝脏毒性和致死作用，使用时需注意安全。
发展历史
1884年 M. B.钱拉图弗 （chanlatoff）首先用4-羟基丁酸的分子 内酯 开始合成了四氢呋喃，在此之后，人们对THF的生产技术进行了广泛的研究。
第二次世界大战 期间， 美国 用糠醛法生产THF；六十年代转向以 乙炔 为原料的雷普法（Reppe法）；之后，于1963年开始，日本三菱油化公司开始研究 顺酐 法；1972年 日本 东洋曹达公司开发二氯丁烯法成功并将其工业化。
理化性质
四氢呋喃（Tetrahydrofuran）别名为1,4-环氧丁烷、氧杂环戊 烷[wán] ， 分子式 为C₄H₈O， 化学式 可写作(CH₂)₄O，是一个含氧杂环 有机化合物 ，属于醚类。它是 芳香族化合物 呋喃 的完全 氢化 产物，是一种无色、可与水完全 混溶 、在常温常压下有较小粘稠度的有机液体。由于其液态范围很长，所以是一种常用的中等 极性 非 质子 性 溶剂 。 急性毒性属于低毒类 。THF 熔点 为-108.5 ℃， 沸点 为66 °C，相对密度（水=1）为0.887（20 °C）， 爆炸极限 为1.5 % - 12.4 %。THF是易燃易爆品，能起多种化学反应。在空气中会极易氧化而产生爆炸性过氧化合物，若积聚超过1%，可能发生热爆炸；此外，THF还会与锂铝合金发生爆炸性反应，并可增加THF的刺激作用，燃烧时分解产物为CO和CO₂，因此如果检测出过氧化物含量较高，建议采取其他处理措施以确保安全，且在工业品中常添加对 苯二酚 、 二特丁基甲酚 等阻聚剂（或抗氧化剂）。在碱的 水溶液 中也能分解成 过氧化物 ，故 蒸馏 时易引起爆炸事故。
合成方法
四氢呋喃的生产工艺较多，主要包括 糠醛 法、Reppe法和 马来酸酐 法等。
糠醛法
糠醛法由 糠醛脱羰基 生成 呋喃 ，再加氢而制得四氢呋喃。糠醛主要由玉米芯等农副产品水解制造。具体工艺流程为：糠醛用ZnO-CrO₃-MnO₂作 催化剂 ，在400 °C脱 基得呋喃；呋喃用 作为催化剂，在100-120 °C和3-4 MPa条件下加氢制得四氢呋喃。 反应式如下：
这是工业上最早生产四氢呋喃的方法之一。糠醛资源丰富、工艺成熟、流程短且产品 收率 高。但因其消耗高、操作费用高、污染严重，已逐步被淘汰使用。
Reppe法
此工艺以 乙炔 和 甲醛 为原料，在乙炔 催化 下（ SiO₂ 或MgSiO₃为载体，Bi₂O₃为 助催化剂 ） ，乙炔 化生 成1,4- 2-丁炔-1,4-二醇 ；再以 Ni- Cu- Mn/ SiO₂ 为 催化剂 ，加氢得1,4- 1,4-丁二醇 ；最后，1,4-丁二醇脱水 环化 制得四氢呋喃。 反应式如下：
该方法是世界各国生产THF的主要方法之一，具有工艺简单、设备投资少、产品纯度高等优点。
丁二烯法
丁二烯氯化工艺
丁二烯首先氯化生成3,4-二氯丁烯和1,4-二氯丁烯的 混合物 ，后者在碱性水溶液中 水解 得1,4-丁烯二醇，再以镍为催化剂，在80～120℃及一定压力下催化加氢得1,4-丁二醇，最终1,4-丁二醇脱水制得四氢呋喃。 具体反应式如下：
该方法丁二烯原料易得。中间产品1,4- 二氯乙烯 为制备 氯丁橡胶 单体 氯丁二烯 的副产物，价格便宜，工艺简单，投资低，但只限于生产氯丁橡胶的工厂使用。
丁二烯乙酰氧基化工艺
先将丁二烯与 冰醋 进行 乙酰氧基 化反应，生成1,4-亚丁烯基二 乙酸酯 ，再催化加氢转化成1,4-亚丁基二 乙基 二乙酸 ，后又生成1,4- 1,4-丁二醇 时联产四氢呋喃。 具体反应式如下：
该方法原料易得、工艺水闭路循环，具有有效节约原料和能量的优点 。但也存在工序长、投资高， 水解 及回收乙酸蒸汽消耗高的缺点 。
顺酐法
顺酐酯化加氢法
先将顺酐和过量 乙醇 连续酯化得到 马来酸二乙酯 ，再将其经加热 汽化 、 催化 加氢后生成四氢呋喃 混合物 、1,4-丁二醇和 γ-丁 内酯 ，最后通过分离精制得到四氢呋喃产品和1,4-丁二醇，同时 γ-丁内酯 循环再利用。 反应式如下：
该方法为低温低压反应，对设备材质要求不高；工艺过程弹性大，生产成本相对较低。
顺酐液相加氢和顺酐气相加氢
顺酐 液相加氢是将顺酐、氢和作为 溶剂 的 γ-丁内酯 ，在金属 固体催化剂 条件下进行反应，后反应产物经过连续 蒸馏 制得纯四氢呋喃。此方法具有原料易得、产物 收率 高、工艺流程短等特点。 马来酸酐 气相加氢是通过使用铜、锌、铬 催化 剂， 顺酐 气相催化加氢而生成四氢呋喃和 γ-丁内酯 。并且通过改变反应条件可得到不同比例的四氢呋喃和 γ-丁内酯 。
上述方法中，除 糠醛 法外，其他方法都可归并为1,4- 1,4-丁二醇 的副产物或脱水产物。此外，这些生产工艺也均存在优缺点。
应用途径
溶剂
THF是一种高性能低 沸点 （66 °C）应用相当广泛的有机溶剂。其溶解速度快，对 树脂 表面和内部 渗透性 好，素有“ 万能溶剂 ”之称，常用于各种 有机合成 和化学反应。 它能溶解除了 聚乙烯 、 聚丙烯 及 树脂以外的所有化合物，特别对偏氯乙烯树脂、 聚氯乙稀 和 丁苯胺 有良好的溶解作用。 THF可用于 合成树脂 、橡塑、涂料、粘合剂和多种化学品；也用于 油墨 、 萃取剂 、人造革、表面处理剂中，在缩聚反应、还原反应、酯化等大多数反应中作为有效 溶剂 ，使其需求呈快速增长之势。
合成聚四氢呋喃
THF可以与1,4- 1,4-丁二醇 缩聚生成 聚四氢呋喃 醚（ PTMG ），后又自身缩聚合成聚四 CH2 醇醚，俗称聚四氢呋喃（ PT MEG ）。PTMEG常温下为白色蜡状固体，溶化后为透明、无色液体，其主要用于生产 氨纶 、 聚氨酯 弹性体 和 酯醚共聚弹 性体。由于世界PTMEG消费出人意料之外地快速增长，已使THF在全世界范围内供不应求。
其他应用
在医药领域，THF可用于合成药物，如 黄体酮 、 咳必清 和利复霉素等。在 有机合成 方面，THF可以与 硫化氢 反应生成 四氢噻吩 ，可以合成1,4- 二氯丁烷 、丁 内酯 、戊内酯和吡咯烷酮等。由于THF良好的蒸发性能，用于精密 盒式录音磁带 工业、粘合剂的生产，使用量也很大。此外，THF与 一氧化碳 还可以生产 己二酸 。
安全事宜
人体健康
四氢呋喃纯品毒性低于 丙酮 ，属于低毒类，可通过 呼吸道 、胃肠道及皮肤吸收，对粘膜有刺激作用，进入人体后会维持较高血浓度。空气中的有毒和易燃THF浓度可以通过遵守200ppm的职业接触限值（TLV）来控制。其体内 代谢途径 尚未阐明，推测其体内 代谢产物 有 草酸 、1,4- 1,4-丁二醇 等，也可进一步氧化为 酒石酸 。
四氢呋喃对人体的影响，其主要毒性表现为中枢麻醉作用，其强度与乙醇大体相当。THF为 中枢神经系统 抑制剂，倘若人体吸入低浓度四氢呋喃，可引起头痛、刺激鼻子和喉咙；若吸入高浓度的四氢呋喃，会出现头晕、 胸闷 、 胸痛 、咳嗽、乏力、恶心呕吐等症状，同时伴有眼刺激症状，部分患者可能会出现肝功能障碍。此外，若女性长期接触四氢呋喃，可导致不孕。
在防护方面，主要注意改革工艺和严格操作规程，以防止高浓度THF蒸气外泄吸入。为了避免皮肤接触四氢呋喃造成刺激，接触人员应配带防护眼镜、橡胶手套，穿着防静电服装等劳动保护用品。而对四氢呋喃中毒病例主要对症处理，可给予半胱氨酸、 保肝制剂 、维生素B₁₂及维生素C等，可有助于康复。
环境影响
四氢呋喃是一种难生物降解化合物。随着医药、 化学工业 的快速发展，四氢呋喃的需求量和排放量也迅速增长，可能通过各种废物流释放到环境中。由于四氢呋喃 挥发性 极强且能够与水以任意比例 混溶 ，一旦将其排放到环境中，就会在环境中迅速扩散，基本上没有回收的可能。 有研究表明，四氢呋喃会导致微生物群落结构发生显著改变，显著降低物种多样性，从而导致活性污泥处理废水效率低下。常用的去除四氢呋喃的方法有化学降解法、生物降解法等。 具体可采用回收再利用、焚烧、生物降解等措施。
贮存运输
工业用四氢呋喃应采用符合GB/T 325.1要求的钢桶或专用槽车包装，应贮存在干燥、通风的环境中。其包装容器中应充入干燥 氮气 密封并保持 正压 ，避免泄露，防止 太阳 暴晒或高温烧烤。禁止与 强氧化剂 、有毒化学品一起贮存。
工业用四氢呋喃运输过程中应确保容器不泄露、不倒塌、不坠落、不损坏。运输过程中应防止日晒雨淋，远离火种、热源、高温区域。搬运时应轻装轻卸，防止包装容器损坏。为防止 静电 ，运输容器应接地。此外，在贮存和运输的过程中，可根据用户要求添加适量的稳定剂2,6-二 叔丁基 4- 甲酚 （ 2,6-二叔丁基对甲酚 ）。
倘若发生四氢呋喃火灾，可使用 干粉灭火器 或 二氧化碳灭火器 进行扑救。水在灭火中可能是无效的。但是，如果是泄漏或溢出而没有被点燃的四氢呋喃，在有可能发生火灾的情况下，可以用水进行冲洗冷却和稀释，再用喷水器冲掉蒸汽。溢出或泄漏的部分应使用纸张吸收或溶解在 石油醚 或酒精（分子量高于丁醇）中；然后收集并安全移至室外蒸发或焚烧处理。