环辛烷的应用

背景及概述^[1][2]

环辛烷亦称“八亚甲基”，制法：在180℃时，由β-环辛烯在镍催化下加氢反应而得。环辛烷是石油化工加工过程中一类重要的碳氢化合物，其催化氧化的产物主要包括环辛醇、环辛酮、辛二酸等。其中，环辛醇可以制备环辛烯、环辛四烯、环辛酮等。

环辛酮是重要的有机合成和医药中间体，如合成抗精神分裂药物布南色林等； 辛二酸在塑料、药物、染料等方面具有广泛应用，如合成聚酯、聚酰胺、醇酸树脂、1，6-己二异氰酸酯、伏立诺他等。因此，若能研发一种新技术，实现高产率、低成本地将环烷烃转化成各类含氧产物，则不但可以充分节约能源、减少污染，而且可以提供大量重要的化工原料。

结构

应用^[1-5]

环辛烷可用作医药化工合成溶剂及中间体。其应用举例如下：

1. 环辛烷氧化制备环辛醇和环辛酮。

环辛酮和环辛醇均为重要的化工中间体，主要用作有机合成和医药合成，主要由环 辛烷氧化制得。采用Mn( TDCPP) OAc 催化NaIO4氧化环辛烷，环辛烷的转化率为87%，环辛醇和环辛酮的收率达29%和46%； 之后，又用Mn( TPFPP) OAc 为催化剂、Bu4NIO4为氧化剂，环辛烷的转化率达88%，环辛醇和环辛酮的收率分别为32% 和39%。

采用NHPI 和Mn( acac)2等在MeCN/CH3COOH/AcOH 中催化氧气氧化环辛烷，后来又开发了Co( acac)2、Mn( OAc)2和NHPI 衍生物的催化体系，产物环辛醇、环辛酮和辛二酸的收率比例为29 ∶ 68 ∶ 2，TON 值为110。用Fe( TPFP) Cl 作催化剂、PhI( OAc)2为氧化剂，在加少量水的条件下催化氧化环辛烷，产物中环辛醇的收率有47%，而环辛酮的收率只有7%。

将Mn( TMPyP) 固载在不同的铝酸盐MCM-41 和SBA-15 中孔分子筛上，用于催化氧化环辛烷，环辛烷的最高转化率为13. 6%，环辛酮和环辛醇的收率分别为11. 8% 和1. 8%。将钨、钼、钴的杂多酸盐和壳聚糖进行静电组装，用于催化氧气氧化环辛烷，环辛酮和环辛醇的收率达到了10. 2% 和2. 1%。合成铜和钴的新型配体的金属配合物并负载于3-氨基丙基官能化的二氧化硅上，用H2O2为氧化剂，在MeCN 中催化氧化环辛烷，转化率最高达77%，但产物主要为环辛醇和环辛酮。

综上所述，目前关于环辛烷的催化氧化大多使用乙腈或者乙酸等溶剂，反应体系比较复杂，产物大多为环辛醇和环辛酮，辛二酸很少。因此，需要开发一种简单的、适于温和条件下氧化环辛烷的催化体系。

有研究开发一种新的方法，包括以下步骤：(1)向氧化反应器中连续通入环辛烷、催化剂和含氧气体进行反应，通过控制含 氧气体的通入量控制尾氧浓度在5％以内，所述催化剂的用量为环辛烷总重量的 5～10000ppm，反应温度为120～250℃，反应压力为0.1～2.0MPa，以液相物质计的氧化反 应器的平均停留时间为0.4～6小时，得到含有环辛醇和环辛酮的氧化反应液；(2)将步骤(1)得到的氧化反应液连续进入精馏塔，塔顶得到含有环辛烷的轻组 分，将其循环回氧化反应器中，塔底得到环辛醇和环辛酮粗产品，将粗产品分离提纯分 别得到环辛醇和环辛酮产品。

2. 制备一种超薄磨耗层用常温沥青改性剂，

按质量份数由如下原料制成：环辛烷55～65份；改性环氧树脂胶30～35份；分散剂0.6～1份；偶联剂5～10份。制作方法是将环辛烷、改性环氧树脂胶、分散剂按上述比例加入搅拌釜中，升温至100℃±5℃，进行混合并搅拌均匀，时间4h～6h；再将偶联剂投入搅拌釜的材料中继续搅拌4h～6h，制得本产品。本改性剂可降低沥青60℃旋转粘度至2.2 Pa˙s～3.0 Pa˙s，可实现在50℃～60℃范围内、用普通摊铺机摊铺1.0cm～2.0cm厚沥青混合料；比原来大大降低施工温度，既降低施工成本又能保证施工质量。

3. 用于制备一种节能增效助燃剂及二甲醚合成燃气、二甲醚合成燃油。

一种节能增效助燃剂，其原料包括乙酸乙酯、樟脑、蓖麻油、二环庚二烯、液态石蜡、环辛烷以及甲醇。所述的三类二甲醚合成燃气和车用二甲醚合成燃油，以普通二甲醚为母液，经节能增效助燃剂物理改性后，克服了普通二甲醚在作为民用燃气、车用燃气、工用燃气以及车用燃油出现的燃烧不充分、结焦积碳、挥发性强、易损耗机器以及热值低、动力不足等问题。

4. 制备邻甲苯甲酰胺有机中间体

制备邻甲苯甲酰胺有机中间体，包括如下步骤：在反应容器中加入6-(1-溴-羰基)-甲苯，环辛烷溶液，控制搅拌速度310-330rpm，控制溶液温度至30-36℃，加入二甲胺溶液，在40-60min时间内分批次加入异丙醇铝，继续反应90-120min；然后加入硫酸钾溶液，2-乙基己酸锌粉末，升高温度至40-47℃，控制搅拌速度210-230rpm，继续反应160-190min，用草酸溶液调节pH至8.5-9，降低温度至5-10℃，静置30-50min，用溴化钠溶液洗涤30-40min，炔丙醇溶液洗涤50-70min，在甲醚溶液中重结晶，脱水剂脱水，得成品邻甲苯甲酰胺。

主要参考资料

[1] 金属卟啉仿生催化环辛烷选择氧化的研究

[2] CN201510715792.5 一种环辛烷氧化制备环辛醇和环辛酮的方法

[3] CN201810891216.X超薄磨耗层用常温沥青改性剂及其制作方法

[4] CN201510466058.X一种节能增效助燃剂及二甲醚合成燃气、二甲醚合成燃油

[5] CN201710821735.4邻甲苯甲酰胺有机中间体的合成方法