【呋喃甲醇和呋喃甲酸的制备】在有机化学实验中，呋喃甲醇（Furfuryl alcohol）和呋喃甲酸（Furoic acid）是两种重要的含氧杂环化合物，广泛应用于医药、香料及高分子材料等领域。它们的制备通常基于糠醛（Furaldehyde）作为起始原料，通过不同的化学反应路径实现转化。以下是对这两种化合物制备方法的总结。
一、实验目的
1. 掌握呋喃甲醇和呋喃甲酸的合成原理与操作方法。
2. 理解不同反应条件对产物选择性的影响。
3. 学习分离与纯化有机化合物的基本技术。
二、实验原理
1. 呋喃甲醇的制备
呋喃甲醇可通过糠醛的催化加氢反应制得。在催化剂（如雷尼镍）存在下，糠醛中的醛基被还原为羟基，生成呋喃甲醇。
反应式：
$$
\text{C}_5\text{H}_4\text{O}_2 + \text{H}_2 \xrightarrow{\text{Ni}} \text{C}_5\text{H}_6\text{O}_2
$$
2. 呋喃甲酸的制备
呋喃甲酸则可以通过糠醛的氧化反应获得。使用强氧化剂（如KMnO₄或HNO₃），将糠醛中的醛基氧化为羧基，从而得到呋喃甲酸。
反应式：
$$
\text{C}_5\text{H}_4\text{O}_2 + \text{O}_2 \xrightarrow{\text{H}^+} \text{C}_5\text{H}_4\text{O}_3
$$
三、实验步骤简述
| 步骤 | 呋喃甲醇制备 | 呋喃甲酸制备 |
| 1 | 将糠醛与水混合，加入催化剂 | 将糠醛与水混合，加入氧化剂 |
| 2 | 加热并通入氢气进行加氢反应 | 加热并持续搅拌，使氧化反应进行 |
| 3 | 反应结束后过滤催化剂 | 反应完成后冷却，析出产物 |
| 4 | 蒸馏收集产物 | 过滤、洗涤、干燥后称重 |
四、实验结果与分析
| 化合物 | 熔点/沸点 | 外观 | 产率 | 特点 |
| 呋喃甲醇 | 70–75°C | 无色油状液体 | 75% | 易溶于乙醇、丙酮 |
| 呋喃甲酸 | 145–150°C | 白色结晶 | 68% | 可溶于热水、乙醇 |
实验表明，呋喃甲醇的制备需控制好氢气压力与温度，以避免过度还原；而呋喃甲酸的制备则需注意氧化剂的用量，防止副产物生成。
五、注意事项
- 实验过程中需佩戴防护装备，避免接触有害气体。
- 氧化反应剧烈，需在通风橱中进行。
- 产物分离时应尽量避免高温，以防分解。
六、结论
呋喃甲醇和呋喃甲酸的制备均以糠醛为原料，分别通过加氢和氧化反应实现。实验操作简单，但需严格控制反应条件，以提高产物纯度与产率。这些化合物在工业和科研中具有重要应用价值，值得进一步研究与开发。