O 2-metiltetrahidrofurano (MeTHF, ou 2-metiloxolano segundo a nomenclatura da IUPAC) é um composto orgânico com fórmula molecular CH3C4H7O. Este é usado como substituto do tetrahidrofurano (THF) em aplicações especializadas devido à sua melhor performance, tais como reacções em que temperaturas mais elevadas são necessárias ou é necessária uma melhor separação de compostos (pois é menos miscível em água do que THF). É derivado de açúcares via furfural e tem sido explorado como possível biocombustível.
Propriedades fisico-químicas
O 2-metiltetrahidrofurano é um líquido incolor com odor similar ao éter de petróleo altamente inflamável. Tem massa molar 86,134 g mol-1 e densidade 0,854. Tem pontos de fusão e de ebulição aos -136 ºC e 80,2 ºC, respectivamente.
O Me-THF é “inversamente solúvel” em água, ou seja, a sua solubilidade é inversamente proporcional à temperatura, tratando-se de uma propriedade bastante rara. Este comporta-se (tal como o THF) como um ácido de Lewis em reacções organometálicas.
Síntese
O 2-metiltetrahidrofurano é normalmente sintetizado por hidrogenação catalítica do furfural:
OC4H3CHO + 4 H2 → OC4H7CH3 + H2O
O furfural é produzido pela digestão catalisada por ácido de açúcares com monómeros de 5 átomos de carbono. Assim sendo, normalmente são usadas celulose e hemiceluloses como matéria-prima para a síntese deste composto.
Alternativamente, o MeTHF também pode ser produzido a partir do ácido levulínico. A ciclização e redução leva à formação de γ-valerolactona:
Esta lactona é depois hidrogenada a 1,4-pentanediol, o qual pode depois ser desidratado e original 2-metiltetrahidrofurano:
O MeTHF é quiral, por isso existe sob a forma de dois enantiómeros. Os processos comerciais envolvendo hidrogenação originam uma mistura racémica. A síntese assimétrica do (S)-(+)-2-metiltetrahidrofurano pode ser realizada recorrendo-se a um complexo lã-ródio como catalizador quiral para a hidrogenação do metilfurano.
Aplicações comerciais
O 2-metiltetrahidrofurano é principalmente usado como solvente substituto do THF em reacções com temperaturas mais elevadas (pois possui um ponto de ebulição mais elevado que o THF). Também é usado como componente do electrólito para eléctrodos de lítio secundários e como componente em combustíveis alternativos (é usado como aditivo em gasolina). Este composto forma vidro, que não cristaliza, e é frequentemente usado em estudos espectroscópicos a 77 K (-196 ºC).
O MeTHF é ainda usado como solvente para reagentes de Grignard usados em processos químicos organometálicos e bifásicos, devido ao facto do átomo de oxigénio conseguir coordenar o ião de magnésio do reagente. O uso de MeTHF permite a formação de uma separação de fases orgânica-aquosa bastante distinta.
O 2-metiltetrahidrofurano tem sido promovido como um substituto mais amigo do ambiente, comparativamente com o THF. Embora seja mais caro, este +e menos miscível com água, tem propriedades de solvatação entre as do dietil-éter e do THF, e forma um azeótropo com água em destilações. O seu menor ponto de fusão (comparado com o THF) torna-o mais útil para reacções a baixas temperaturas, e o seu ponto de ebulição mais elevado (mais uma vez, comparado com o THF) permite o seu uso em processos que recorrem a refluxo a elevadas temperaturas.