Furfurylalkohol

Strukturformel
Strukturformel von Furfurylalkohol
Allgemeines
Name	Furfurylalkohol
Andere Namen	Furyl-2-carbinol alpha-Furfurylcarbinol alpha-Hydroxymethylfuran 2-Furancarbinol Furfuralkohol 2-Furanmethanol
Summenformel	C5H6O2
Kurzbeschreibung	farblose, fast geruchlose Flüssigkeit<ref name="GESTIS" />
Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer Vorlage:CASRN EG-Nummer 202-626-1 ECHA-InfoCard 100.002.388 PubChem 7361 DrugBank Wikidata [[:d:|]]
Eigenschaften
Molare Masse	98,10 g·mol−1
Aggregatzustand	flüssig
Dichte	1,13 (20 °C)<ref name="GESTIS">Eintrag zu Vorlage:Linktext-Check in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFAVorlage:Abrufdatum (JavaScript erforderlich)</ref>
Schmelzpunkt	−31 °C<ref name="GESTIS" />
Siedepunkt	171 °C<ref name="GESTIS" />
Dampfdruck	0,53 hPa (20 °C)<ref name="GESTIS" /> 1,1 hPa (30 °C)<ref name="GESTIS" /> 4,5 hPa (50 °C)<ref name="GESTIS" />
Löslichkeit	mischbar mit Wasser<ref name="GESTIS" />
Brechungsindex	1,487 (20 °C)<ref>Gerhard W. Becker, Dietrich Braun, Wilbrand Woebcken; Kunststoffhandbuch 11 Bde. in 17 Tl.-Bdn., Bd. 10, Duroplaste: BD 10; ISBN 3-446-14418-8.</ref>
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung aus Verordnung (EG) Nr. 1272/2008 (CLP),<ref name="CLP_100.002.388">Eintrag zu Vorlage:Linktext-Check in der Datenbank ECHA CHEM der Europäischen Chemikalienagentur (ECHA)Vorlage:Abrufdatum Hersteller bzw. Inverkehrbringer können die harmonisierte Einstufung und Kennzeichnung erweitern.</ref> ggf. erweitert<ref name="GESTIS" /> Gefahrensymbol Gefahrensymbol Gefahr H- und P-Sätze H: 301+311​‐​315​‐​319​‐​330​‐​335​‐​351​‐​373 P: 280​‐​302+352​‐​304+340​‐​310​‐​362​‐​305+351+338​‐​403+233<ref name="GESTIS" />
MAK	Schweiz: 10 ml·m−3 bzw. 40 mg·m−3<ref>Schweizerische Unfallversicherungsanstalt (Suva): Grenzwerte – Aktuelle MAK- und BAT-Werte (Suche nach 98-00-0 bzw. Furfurylalkohol)Vorlage:Abrufdatum</ref>
Toxikologische Daten	177 mg·kg−1 (LD50, Ratte, oral)<ref name="GESTIS" />
Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen (0 °C, 1000 hPa). Brechungsindex: Na-D-Linie, 20 °C

Furfurylalkohol ist eine chemische Verbindung aus der Gruppe der Alkohole und substituierten Sauerstoffheterocyclen. Sie leitet sich vom Furan ab und unterscheidet sich von diesem durch eine zusätzliche Hydroxymethylgruppe.

Vorkommen

Datei:Coffee beans2.jpg

Geröstete Kaffeebohnen

Natürlich kommt Furfurylalkohol unter anderem in der Gemeinen Schafgarbe, in Teeblättern, in den Wurzeln von Echtem Süßholz, im Holz des Zedrachbaums, in Sesam und den Blüten und Früchten des Gewürznelkenbaums vor.<ref name="Dr. Duke" /> Auch zum Geruch von geröstetem Kaffee trägt es bei.<ref name="Beverages2020" />

Gewinnung und Darstellung

Datei:Khoya krish.jpg

Maisspindeln – Rohstoff zur Herstellung von Furfurylalkohol

Industriell wird Furfurylalkohol durch katalytische Reduktion aus Furfural gewonnen. Da Furfural aus hemicellulosereichen landwirtschaftlichen Reststoffen, wie etwa Maisspindeln () oder Bagasse, gewonnen wird, wird auch Furfurylalkohol vollständig aus nachwachsenden Rohstoffen hergestellt.<ref name="Türk">Oliver Türk: Stoffliche Nutzung nachwachsender Rohstoffe. Springer Vieweg, Wiesbaden, 2014, ISBN 978-3-8348-1763-1, S. 443–454.</ref> Es kann also vollständig aus nachwachsenden Rohstoffen hergestellt werden.

Schema zur Gewinnung von Furfurylalkohol aus Hemicellulose

Schema zur Gewinnung von Furfurylalkohol aus Hemicellulose

Furfurylalkohol kann auch mittels einer Cannizzaro-Reaktion durch Disproportionierung von Furfural hergestellt werden, wobei auch 2-Furancarbonsäure entsteht.<ref name="Römpp">Eintrag zu Furfurylalkohol. In: Römpp Online. Georg Thieme VerlagVorlage:Abrufdatum</ref>

Eigenschaften

Datei:Carbeniumion Furfurylalkohol.svg

Mesomeriestabilisiertes Carbeniumion, das als reaktive Zwischenstufe bei der Kondensation auftritt

Physikalische Eigenschaften

Furfurylalkohol ist eine farblose bis klar-gelbe Flüssigkeit mit schwach stechendem Geruch. Bei einem Kontakt mit Luft oder Licht verfärbt sich die Verbindung braun bis rotbraun. Sie ist gut löslich in vielen organischen Lösungsmitteln (z. B. Ethanol, Diethylether), löslich in Chloroform.<ref>David R. Lide (Hrsg.): CRC Handbook of Chemistry and Physics. 90. Auflage. (Internet-Version: 2010), CRC Press / Taylor and Francis, Boca Raton FL, Physical Constants of Organic Compounds, S. 3-266.</ref>

Chemische Eigenschaften

Die Verbindung ist vielfältig reaktionsfähig. Im sauren Medium können mesomeriestabilisierte Carbeniumionen gebildet werden. Diese sind Ausgangspunkt für Kondensationsreaktionen, bei denen unterschiedlich verknüpfte und unterschiedlich lange lineare Oligomere entstehen (Furanharze).<ref name="Türk" /> Überwiegend sind die Furanringe über Methylengruppen (–CH₂–) verknüpft, daneben gibt es allerdings auch Verknüpfungen über Dimethylenethergruppen (–CH₂–O–CH₂–).<ref name="Barr">J. B. Barr & S. B. Wallon: The Chemistry of Furfuryl Alcohol Resins. In: Journal of Applied Polymer Science. Band 15, 1971, S. 1079–1090, doi:10.1002/app.1971.070150504. </ref><ref name="Kottke">R. H. Kottke: Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology. 1. Auflage. Wiley, 2001, ISBN 978-0-471-48494-3, Furan Derivates, doi:10.1002/0471238961.0621180111152020.a01. </ref><ref name="Gandini">Alessandro Gandini & Mohamend Naceur Belgacem: Furans. In: Hanna Dodiuk & Sidney H. Goodman (Hrsg.): Handbook of Thermoset Plastics. Elsevier, Amsterdam 2014, ISBN 978-1-4557-3107-7, S. 93–110. </ref><ref name="Gandini2">Alessandro Gandini & Mohamend Naceur Belgacem: Furans in Polymer Chemistry. In: Progress in Polymer Science. Band 22, Nr. 6, 1997, S. 1203–1379, doi:10.1016/S0079-6700(97)00004-X. </ref> Besonders unter stark sauren Bedingungen wird aus diesen jedoch Formaldehyd abgespalten und es entstehen wiederum Methylengruppen.<ref name="Gandini"/><ref name="Gandini2"/>

Sicherheitstechnische Kenngrößen

Furfurylalkohol bildet bei erhöhter Temperatur entzündliche Dampf-Luft-Gemische. Die Verbindung hat einen Flammpunkt bei 75 °C. Der Explosionsbereich liegt zwischen 1,8 Vol.‑% (70 g/m³) als untere Explosionsgrenze (UEG) und 16,3 Vol.‑% (670 g/m³) als obere Explosionsgrenze (OEG).<ref name="GESTIS" /> Der eine untere Explosionspunkt beträgt 70 °C.<ref name="GESTIS" /> Die Grenzspaltweite wurde mit 0,8 mm bestimmt.<ref name="GESTIS" /> Es resultiert damit eine Zuordnung in die Explosionsgruppe IIB.<ref name="GESTIS" /> Die Zündtemperatur beträgt 390 °C.<ref name="GESTIS" /> Der Stoff fällt somit in die Temperaturklasse T2.

Verwendung

Datei:Beispiel für Furfuryliertes Holz mit einem Beladungsgrad von 30-35%.jpg

Furfuryliertes Holz

Furfurylalkohol wird hauptsächlich zur Herstellung von Furanharzen genutzt, welche vielfältige Anwendungsmöglichkeiten haben.<ref name="Kottke" /> Weiterhin dient es als Lösungsmittel und Reaktivverdünner in anderen Harzen<ref name="Türk" /> und wird in Netzmitteln<ref name="Römpp" /> genutzt. Neuerdings wird es auch in der chemischen Holzmodifikation bei der Herstellung von furfuryliertem Holz verwendet.<ref name="Römpp" />

Risikobewertung

Die Internationale Agentur für Krebsforschung (IARC) stufte Furfurylalkohol im Jahr 2017 als möglicherweise krebserzeugend ein.<ref>Yann Grosse, Dana Loomis, Kathryn Z Guyton, Fatiha El Ghissassi, Véronique Bouvard, Lamia Benbrahim-Tallaa, Heidi Mattock, Kurt Straif: Some chemicals that cause tumours of the urinary tract in rodents. In: The Lancet Oncology. 18, 2017, S. 1003–1004, doi:10.1016/S1470-2045(17)30505-3.</ref>

Furfurylalkohol wurde 2012 von der EU gemäß der Verordnung (EG) Nr. 1907/2006 (REACH) im Rahmen der Stoffbewertung in den fortlaufenden Aktionsplan der Gemeinschaft (CoRAP) aufgenommen. Hierbei werden die Auswirkungen des Stoffs auf die menschliche Gesundheit bzw. die Umwelt neu bewertet und ggf. Folgemaßnahmen eingeleitet. Ursächlich für die Aufnahme von Furfurylalkohol war die Besorgnis bezüglich der Einstufung als CMR-Stoff, Verbraucherverwendung, Umweltexposition, Exposition von Arbeitnehmern, hoher (aggregierter) Tonnage und weit verbreiteter Verwendung. Die Neubewertung fand ab 2013 statt und wurde von Polen durchgeführt. Anschließend wurde ein Abschlussbericht veröffentlicht.<ref>Europäische Chemikalienagentur (ECHA): Substance Evaluation Conclusion and Evaluation Report.</ref><ref>Community Rolling Action Plan (CoRAP) der Europäischen Chemikalienagentur (ECHA): Vorlage:Linktext-CheckVorlage:Abrufdatum </ref>

Weblinks

• Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives (JECFA), Monograph für Vorlage:Linktext-CheckVorlage:Abrufdatum

Einzelnachweise

<references> <ref name="Beverages2020">Denis Richard Seninde, Edgar Chambers: Coffee Flavor: A Review. In: Beverages. Band 6, Nr. 44, 2020, S. 1–25, doi:10.3390/beverages6030044. </ref> <ref name="Dr. Duke">Vorlage:DrDukesDB</ref> </references>