2-环戊烯酮的研究与应用

简述

2-环戊烯酮，别名2-环戊烯-1-酮，化学式为C₅H₆O，分子量为82.10。常温常压下，该物质表现为无色或淡黄色液体，几乎不溶于水。需要注意的是，2-环戊烯酮液体和蒸气易燃，储存时需要避免高温及明火。另外，它还具有较强的刺激性，可能导致呼吸道刺激，取用时要注意防护。

连续合成

文献公开了一种2-环戊烯酮的连续化合成方法[1]。该连续化合成方法包括：将催化剂装载于连续化反应装置中，然后将环戊烯，氧化剂和溶剂连续地输送至连续化反应装置中进行氧化反应，并连续排出2-环戊烯酮。在催化剂和溶剂的存在下，以环戊烯为起始原料，并使其与氧化剂直接进行氧化反应，能够避免大量含卤素三废的产生。同时整个连续化合成过程在连续化反应装置中进行能够有效抑制放大生产时安全风险的发生。此外，反应完成后，氧化反应的产物体系经简单的浓缩即可得到目标产品(2-环戊烯酮)，从而大大提升了产品的纯度(高达98%及以上)和分离率(高达79%)，且易于放大生产。

改性研究

为增强活性炭材料对香料单体2-环戊烯酮的吸附性能，利用不同浓度盐酸对活性炭进行表面改性，测定改性前后活性炭的比表面积、孔隙结构、表面总酸性基团等；应用程序升温脱附(TPD)技术测定2-环戊烯酮在改性活性炭上的TPD曲线和计算其脱附活化能；利用傅里叶红外光谱(FT-IR)和酸碱滴定分析改性前后活性炭表面性质。应用软硬酸碱理论解释活性炭表面性质对其吸附2-环戊烯酮的影响。结果表明：(1)改性后材料比表面积和孔容均增大，随着改性盐酸浓度增加呈现先增大后减小的趋势。(2)改性后材料表面总酸性基团的含量明显增加，随着盐酸浓度增加呈现先增大后减小的趋势。(3)2-环戊烯酮在盐酸改性后活性炭上的脱附活化能增加，并且变化趋势与活性炭表面酸性基团含量变化趋势相一致，原因是根据软硬酸碱理论，材料表面酸性增强，有利于增强与硬碱2-环戊烯酮的结合力[2]。

应用

2-环戊烯酮与苯甲酸、二氢茉莉酮、丙三醇等物质可以合成一种含氮肥料的增效剂。将该新型增效剂应用在含氮肥料中，并可制成含氮肥料肥料，增效剂在含氮肥料中的添加量为肥料中氮含量的0.1～1%。制作方法包括如下：方法一，将增效剂喷涂包裹到肥料表层；方法二，与颗粒级粉状氮肥进行掺混，进行氮肥造粒过程形成稳定性肥料；方法三，加入到尿素生产系统形成尿素；方法四，磷铵喷浆造粒。上述增效剂具有双向调控功能，既能够抑制尿素的水解而起到脲酶抑制的作用，又能够延缓铵态氮向硝态氮的转化而起到硝化抑制的作用，同时还具有作用效果好，绿色环保等优点[3]。

参考文献

[1]洪浩,卢江平,包登辉,等.2-环戊烯-1-酮的连续化合成方法:CN201910785554.X[P].CN110407678A.

[2]陈森林,黄奕瑕,孔浩辉,等.2-环戊烯酮在盐酸改性活性炭上的脱附活化能[C]//中国烟草学会优秀.2016.DOI:ConferenceArticle/5af25c7fc095d716587c1682.

[3]李杰,石元亮.一种含2-环戊烯酮复合物作为含氮肥料的增效剂的应用:CN202110269063.7[P].CN202110269063.7.