4-甲基-1-戊醇的合成及其用途

简介

4-甲基-1-戊醇是一种均质压燃(HCCI)燃烧的燃料。在相关的试验研究方面，有文献通过4-甲基-1-戊醇对发动机工作条件的测试，将其与汽油、乙醇进行对比，发现在给定的燃烧阶段4-甲基-1-戊醇具有更高的均质压燃反应性。还有文献在106Pa的压力下，测量了喷射搅反应器中的4-甲基-1-戊醇等反应物以及中间物质和产物的浓度，并使用详细化学动力学模型模拟了试验，取得了较好的效果[1]。

合成

图1 4-甲基-1-戊醇的合成路线

使用管式膜反应器实现一氧化碳、二氧化碳和氢气向醇的直接转化。一氧化碳、二氧化碳和氢气的流体混合物通过入口以250nm分钟的流速和102kPa的压力供应到反应器中。使用电热套将膜的温度保持在220°C。反应器的出口将产物流从管状催化剂膜内部的空间引导至热阱和冷阱。热阱的温度保持在300°C；冷阱的温度保持在0°C。将从催化剂膜上除去的流体收集在捕集器中。定期分析气体流出物以确定醇衍生物的转化率，并且对捕集器内容物的分析表明对所获得的醇和脂族烃的选择性。最后经过高效制备液相分离纯化得到目标化合物4-甲基-1-戊醇。合成路线如图1所示[2]。

用途

生物质燃料是生物质能的主体，可以减少温室气体和污染物的排放，是目前重要的可再 生能源之一，可作为汽油、柴油等化石燃料的替代燃料。其中醇类燃料4-甲基-1-戊醇是一种重要的生物质燃料，具有来源广泛、能量密度高及颗粒生成量小等特点。作为戊醇燃料，4-甲基-1-戊醇比丁醇具有更长碳链，因此其正在得到越来越多研究人员的关注。其制取过程简易，如文献发现可以直接从可再生碳源葡萄糖中生产4-甲基-1-戊醇。据此，其作为生物质燃料具有绿色高效的显著特点[1]。

参考文献

[1]王文俊;钟汶君;蒋兆晨;颜飞斌;郭恒;何志霞;王谦. 4-甲基-1-戊醇/生物柴油喷雾微观与宏观特性可视化研究 [J]. 工程热物理学报, 2023, 44 (11): 3160-3171.

[2]Gobina, Edward; et al. Process and apparatus for the production of alcohols. World Intellectual Property Organization, WO2009037469 A1 2009-03-26