Roc profile: Furan; 14th RoC 2016

---

National Toxicology Program, Department of Health and Human Services

Report on Carcinogens, Fourteenth Edition

For Table of Contents, see home page: 

http://ntp.niehs.nih.gov/go/roc

Furan

CAS No. 110-00-9

Reasonably anticipated to be a human carcinogen

First listed in the Eighth Report on Carcinogens (1998)

O

Carcinogenicity

Furan is reasonably anticipated to be a human carcinogen based on 

sufficient evidence of carcinogenicity from studies in experimental 

animals.

Cancer Studies in Experimental Animals

Oral exposure to furan caused tumors at several different tissue sites 

in mice and rats. Administration of furan by stomach tube for up to 

two years caused benign and/or malignant liver tumors (hepatocel-

lular adenoma or carcinoma) in mice and rats of both sexes. It also 

caused  bile-duct  cancer  (cholangiocarcinoma)  and  mononuclear-

cell leukemia in rats of both sexes and benign adrenal-gland tumors 

(pheochromocytoma) in mice of both sexes (NTP 1993). Similar ad-

ministration of furan to male rats for 9 to 13 weeks caused bile-duct 

cancer (cholangiocarcinoma) by 16 months after the end of exposure 

(Maronpot et al. 1991, Elmore and Sirica 1993). Since furan was listed 

in the Eighth Report on Carcinogens, an additional study in mice has 

been identified. Intraperitoneal injection of furan caused benign or 

malignant liver tumors (hepatocellular adenoma or carcinoma) in 

newborn male mice (Johansson et al. 1997).

Cancer Studies in Humans

No epidemiological studies were identified that evaluated the rela-

tionship between human cancer and exposure specifically to furan.

Studies on Mechanisms of Carcinogenesis

In bacteria, furan caused gene mutations in Salmonella typhimurium 

strain TA100 (Lee et al. 1994) and in Escherichia coli containing bac-

teriophage T7 (Ronto et al. 1992), but not in S. typhimurium strains 

TA98 (Lee et al. 1994), TA1535, or TA1537 (Mortelmans et al. 1986). 

It did not cause gene mutations in Drosophila melanogaster (Foure-

man et al. 1994). In mammalian in vitro systems, it caused gene muta-

tions in mouse lymphoma cells (McGregor et al. 1988), DNA damage 

in Chinese hamster ovary (CHO) cells (NTP 1993), and chromosomal 

damage in CHO cells with mammalian metabolic activation (NTP 

1993, IARC 1995), but it did not cause DNA damage in mouse or rat 

hepatocytes (Wilson et al. 1992, NTP 1993). In mammalian in vivo 

systems, furan caused chromosomal aberrations in bone marrow of 

mice (NTP 1993, Johansson 1997), but did not cause DNA damage 

in mouse bone marrow or hepatocytes or rat hepatocytes (Wilson 

et al. 1992, NTP 1993).

A current hypothesis for the mechanism of furan-induced carci-

nogenesis is metabolic activation of furan by cytochrome P450 to a 

reactive and cytotoxic intermediate that stimulates cell replication, 

increasing the likelihood of tumor induction (Kedderis et al. 1993, 

Chen et al. 1995). The postulated reactive metabolite is cis-2-butene-

1,4-dial, which was characterized as a furan metabolite by Chen et 

al. (1995). This reactive metabolite probably explains furan’s bind-

ing reactivity with proteins both in vitro (in uninduced and induced 

male rat liver microsomes) and in vivo (with male rat liver protein) 

(Burka et al. 1991, Parmar and Burka 1993). Furan metabolites may 

react with DNA, but no radiotracer was detected in DNA from liv-

ers of rats administered [

14

C]furan (Burka et al. 1991). 

Properties

Furan is a cyclic dienic ether that is a clear, colorless liquid with an 

ethereal odor (Akron 2009, HSDB 2009). It can turn brown upon 

standing (HSDB 2009). Furan is slightly soluble in water and is sol-

uble at greater than 10% in acetone, benzene, ether, and ethanol. It 

is extremely flammable and may form explosive peroxides in the ab-

sence of inhibitors (Akron 2009). Physical and chemical properties 

of furan are listed in the following table.

Property

Information

Molecular weight

68.1

a

Specific gravity

0.9371 at 19.4°C/4°C

a

Melting point

–85.6°C

a

Boiling point

31.4°C at 760 mm Hg

a

Log K

ow

1.34

a

Water solubility 

10 g/L at 25°C

b

Vapor pressure

600 mm Hg at 25°C

b

Vapor density relative to air

2.3

a

Sources: 

a

HSDB 2009, 

b

ChemIDplus 2009.

Use

Furan is used primarily as an intermediate in the synthesis and pro-

duction of tetrahydrofuran, pyrrole, and thiophene. Hydrogenation 

of furan over a nickel catalyst produces high yields of tetrahydro furan 

and is a source of commercial tetrahydrofuran (NTP 1993, IARC 

1995). Furan is also used in the formation of lacquers, as a solvent 

for resins, and in the production of agricultural chemicals, stabiliz-

ers, and pharmaceuticals (IARC 1995, HSDB 2009).

Production

Commercial  production  of  furan  involves  decarbonylation  of  fur-

fural over a palladium-charcoal catalyst. The commercial product 

is at least 99% pure (IARC 1995). In 2009, furan was produced by 

one manufacturer worldwide, in the United States (SRI 2009), and 

was available from 20 suppliers, including 11 U.S. suppliers (Chem-

Sources 2009).  U.S. imports of furan resins totaled about 9.7 million 

pounds in 1986 (HSDB 2009). Reports filed from 1986 to 1998 under 

the U.S. Environmental Protection Agency’s Toxic Substances Con-

trol Act Inventory Update Rule indicated that U.S. production plus 

imports of furan totaled 10 million to 50 million pounds (EPA 2004); 

no reports were filed in 2002.

Exposure

The routes of potential human exposure to furan are inhalation, in-

gestion, and dermal contact. The pattern of commercial use suggests 

that minimal exposure to the general population would be expected 

through contact with products contaminated with furan (NTP 1993). 

However, furan can be formed in foods during processing. Furan has 

been detected in the breath of both smokers and nonsmokers and in 

indoor air, foods, and human milk samples (IARC 1995, NTP 1999, 

FDA 2005). Furan also occurs naturally in pine rosin and in volatile 

emissions from sorb trees (HSDB 2009).

Furan was measured by the U.S. Food and Drug Administration in 

various foods and beverages, including infant formulas, baby foods, 

soups and sauces, fruits and vegetables, bread, and meat products. 

The maximum concentration found was 125 ppb (μg/kg) in canned 

soup (FDA 2005). A second study confirmed that heat-treated foods, 

such as canned and jarred foods, contained measurable quantities of 

furan (up to 240 μg/kg in canned chili) (Becalski et al. 2005). Furan 

was measured in fruit juice at concentrations near 1 μg/kg (Goldmann 

et al. 2005). In several brands of brewed coffee, the highest furan con-

centration found was 84.2 ppb (FDA 2005, Ho et al. 2005). Furan was 

---

National Toxicology Program, Department of Health and Human Services

2

Report on Carcinogens, Fourteenth Edition

also identified as a component of coffee aroma that has antioxidant 

activity (Fuster et al. 2000). Furan was also detected at a concentra-

tion of 110 μg/kg in jarred baby food containing cooked vegetables 

(Goldmann et al. 2005). However, furan concentrations decreased 

after the jar was opened and the contents were heated. When food is 

heated in a container, furan concentrations increase if the container 

remains closed, but not if it is open (Hasnip et al. 2006). Furan does 

not appear to be transferred from the packaging or gasket of the can 

or jar. Furan is formed from ascorbic acid, fructose, sucrose, and glu-

cose when foods are heated or irradiated (Fan 2005). Furan produc-

tion increases greatly with decreasing pH of the medium; 1,600 times 

as much furan is formed at pH 3 as is formed at pH 8. Furan was de-

tected in 1 of 11 breast-milk samples from women in four different 

urban areas (HSDB 2009). 

In one study in Texas, furan was detected in the exhaled breath of 

two of three male smokers and four of five male nonsmokers (HSDB 

2009). Smokers exhaled between 0.25 and 98 μg of furan per hour, 

and nonsmokers exhaled between 0.33 and 28 μg/h. In a study in 

Chicago, 15 of 387 breath samples collected from 54 male and fe-

male nonsmokers had detectable levels of furan, with a mean con-

centration of 0.55 ng/L. Furan was also detected in the indoor air of 

homes in the Chicago, Illinois, and Washington, D.C., metropolitan 

areas (NTP 1999).

If furan is released to air, it will exist almost entirely in the vapor 

phase (Howard 1989). In daylight, it will react with hydroxyl radicals, 

with a half-life of 9.5 hours. Furan is resistant to hydrolysis. Its esti-

mated half-life in a shallow model river is 2.5 hours. If released to sur-

face water, it will volatilize rapidly and will not adsorb to sediment or 

suspended solids or bioaccumulate in aquatic organisms. If released 

to soil, it will volatilize or leach rapidly. Furan has been detected in 

industrial effluents, ambient air, wood smoke, and automobile ex-

haust and in surface water. However, the frequency of detection and 

concentration generally were low. For example, furan was detected 

in 1 of 63 industrial effluents at concentrations of less than 10 μg/L 

and in aqueous condensate samples from low-temperature gasifica-

tion of rosebud coal at 7 μg/L (IARC 1995, HSDB 2009).

The primary route of occupational exposure to furan is inhala-

tion. The industrial processes in which furan is used are conducted 

in closed systems, and its volatility requires that furan be handled in 

closed containers; therefore, occupational exposure is limited (NTP 

1993). The National Occupational Hazard Survey (conducted from 

1972 to 1974) estimated that 244 workers potentially were exposed 

to furan (NIOSH 1976). The National Occupational Exposure Survey 

(conducted from 1981 to 1983) estimated that 35 workers (mostly in 

the Business Services industry), including 7 women, potentially were 

exposed to furan (NIOSH 1990). 

Regulations

Department of Transportation (DOT)

Furan is considered a hazardous material, and special requirements have been set for marking, labeling, 

and transporting this material.

Environmental Protection Agency (EPA)

Clean Air Act

Prevention of Accidental Release: Threshold quantity (TQ) = 5,000 lb.

Comprehensive Environmental Response, Compensation, and Liability Act

Reportable quantity (RQ) = 100 lb.

Emergency Planning and Community Right-To-Know Act

Toxics Release Inventory: Listed substance subject to reporting requirements.

Reportable quantity (RQ) = 100 lb.

Threshold planning quantity (TPQ) = 500 lb.

Resource Conservation and Recovery Act

Listed Hazardous Waste: Waste code for which the listing is based wholly or partly on the presence of 

furan = U124.

Occupational Safety and Health Administration (OSHA)

Considered a highly hazardous chemical; threshold quantity (TQ) = 500 lb.

References

Akron. 2009. The Chemical Database. The Department of Chemistry at the University of Akron. http://ull.

chemistry.uakron.edu/erd and search on CAS number. Last accessed: 5/09. 

Becalski A, Forsyth D, Casey V, Lau BP-Y, Pepper K, Seaman S. 2005. Development and validation of a 

headspace method for determination of furan in food. Food Addit Contam 22(6): 535-540. 

Burka LT, Washburn KD, Irwin RD. 1991. Disposition of [

14

C]furan in the male F344 rat. J Toxicol Environ 

Health 34(2): 245-257. 

ChemIDplus. 2009. ChemIDplus Advanced. National Library of Medicine. http://chem.sis.nlm.nih.gov/

chemidplus/chemidheavy.jsp and select Registry Number and search on CAS number. Last accessed: 5/09. 

ChemSources.  2009.  Chem  Sources  -  Chemical  Search.  Chemical  Sources  International.  http://www.

chemsources.com/chemonline.html and search on furan. Last accessed: 5/09. 

Chen LJ, Hecht SS, Peterson LA. 1995. Identification of cis-2-butene-1,4-dial as a microsomal metabolite 

of furan. Chem Res Toxicol 8(7): 903-906. 

Elmore LW, Sirica AE. 1993. “Intestinal-type” of adenocarcinoma preferentially induced in right/caudate 

liver lobes of rats treated with furan. Cancer Res 53(2): 254-259. 

EPA. 2004. Non-confidential IUR Production Volume Information. U.S. Environmental Protection Agency. 

http://www.epa.gov/oppt/iur/tools/data/2002-vol.html and search on CAS number. 

Fan X. 2005. Formation of furan from carbohydrates and ascorbic acid following exposure to ionizing 

radiation and thermal processing. J Agric Food Chem 53(20): 7826-7831. 

FDA. 2005. Exploratory Data on Furan in Food: Individual Food Products. Last updated: 6/15/05. http://www.

fda.gov/Food/FoodSafety/FoodContaminantsAdulteration/ChemicalContaminants/Furan/UCM078439.

Foureman P, Mason JM, Valencia R, Zimmering S. 1994. Chemical mutagenesis testing in Drosophila. 

IX. Results of 50 coded compounds tested for the National Toxicology Program. Environ Mol Mutagen 

23(1): 51-63. 

Fuster MD, Mitchell AE, Ochi H, Shibamoto T. 2000. Antioxidative activities of heterocyclic compounds 

formed in brewed coffee. J Agric Food Chem 48(11): 5600-5603. 

Goldmann T, Perisset A, Scanlan F, Stadler RH. 2005. Rapid determination of furan in heated foodstuffs by 

isotope dilution solid phase micro-extraction–gas chromatography–mass spectrometry (SPME-GC-MS). 

Analyst 130(6): 878-883. 

Hasnip S, Crews C, Castle L. 2006. Some factors affecting the formation of furan in heated foods. Food 

Addit Contam 23(3): 219-227. 

Ho  IP, Yoo  SJ, Tefera  S.  2005.  Determination  of  furan  levels  in  coffee  using  automated  solid-phase 

microextraction and gas chromatography/mass spectrometry. J AOAC Int 88(2): 574-576. 

Howard PH. 1989. Furan. In Handbook of Environmental Fate and Exposure Data for Organic Chemicals. 

vol. 1. Chelsea, MI: Lewis Publishers. pp. 342-350. 

HSDB. 2009. Hazardous Substances Data Bank. National Library of Medicine. http://toxnet.nlm.nih.gov/

cgi-bin/sis/htmlgen?HSDB and search on CAS number. Last accessed: 3/22/09. 

IARC.  1995.  Furan.  In  Dry  Cleaning,  Some  Chlorinated  Solvents  and  Other  Industrial  Chemicals.  IARC 

Monographs on the Evaluation of Carcinogenic Risk of Chemicals to Humans, vol. 63. Lyon, France: 

International Agency for Research on Cancer. pp. 393-407. 

Johansson E, Reynolds S, Anderson M, Maronpot R. 1997. Frequency of Ha-ras-1 gene mutations inversely 

correlated with furan dose in mouse liver tumors. Mol Carcinog 18(4): 199-205. 

Kedderis GL, Carfagna MA, Held SD, Batra R, Murphy JE, Gargas ML. 1993. Kinetic analysis of furan 

biotransformation by F-344 rats in vivo and in vitro. Toxicol Appl Pharmacol 123(2): 274-282. 

Lee H, Bian SS, Chen YL. 1994. Genotoxicity of 1,3-dithiane and 1,4-dithiane in the CHO/SCE assay and 

the Salmonella/microsomal test. Mutat Res 321(4): 213-218. 

Maronpot RR, Giles HD, Dykes DJ, Irwin RD. 1991. Furan-induced hepatic cholangiocarcinomas in Fischer 

344 rats. Toxicol Pathol 19(4 Pt 2): 561-570. 

McGregor DB, Brown A, Cattanach P, Edwards I, McBride D, Riach C, Caspary WJ. 1988. Responses of the 

L5178Y tk+/tk- mouse lymphoma cell forward mutation assay: III. 72 coded chemicals. Environ Mol 

Mutagen 12(1): 85-154. 

Mortelmans K, Haworth S, Lawlor T, Speck W, Tainer B, Zeiger E. 1986. Salmonella mutagenicity tests: 

II. Results from the testing of 270 chemicals. Environ Mutagen 8(Suppl 7): 1-119. 

NIOSH. 1976. National Occupational Hazard Survey (1972-74). DHEW (NIOSH) Publication No. 78-114. 

Cincinnati, OH: National Institute for Occupational Safety and Health.

NIOSH. 1990. National Occupational Exposure Survey (1981-83). National Institute for Occupational Safety 

and Health. Last updated: 7/1/90. http://www.cdc.gov/noes/noes1/34185sic.html. 

NTP. 1993. Toxicology and Carcinogenesis Studies of Furan (CAS No. 110-00-9) in F344 Rats and B6C3F

1

 Mice 

(Gavage Studies). NTP Technical Report Series no. 402. Research Triangle Park, NC: National Toxicology 

Program. 286 pp. 

NTP. 1999. NTP Report on Carcinogens Background Document for Furan. Research Triangle Park: Integrated 

Laboratory Systems. 60 pp. 

---

National Toxicology Program, Department of Health and Human Services

3

Report on Carcinogens, Fourteenth Edition

Parmar D, Burka LT. 1993. Studies on the interaction of furan with hepatic cytochrome P-450. J Biochem 

Toxicol 8(1): 1-9. 

Ronto G, Grof P, Buisson JP, Einhorn J, Demerseman P. 1992. Genotoxic effectivity–comparison of 36 

nitrated furan and arenofuran derivatives on a quantitative scale. Statistical comparison of T7 and other 

short-term tests. Mutagenesis 7(4): 243-249. 

SRI. 2009. Directory of Chemical Producers. Menlo Park, CA: SRI Consulting. Database edition. Last accessed: 

5/09. 

Wilson DM, Goldsworthy TL, Popp JA, Butterworth BE. 1992. Evaluation of genotoxicity, pathological 

lesions, and cell proliferation in livers of rats and mice treated with furan. Environ Mol Mutagen 19(3): 

209-222.