辛基二茂铁的应用

背景及概述^[1]

正辛基二茂铁属于一种二茂铁衍生物。二茂铁及其衍生物的非苯芳环金属有机化合物的结构使其具有很特殊的性能，可以用于燃料油节油消烟剂、燃气助燃催化剂、紫外线吸收剂、光敏催化剂、各种药物、生物酶电极等领域。从合成角度看，二茂铁经辛酰氯酰基化、还原等一系列过程得到正辛基二茂铁粗产品，成分异常复杂，无法直接合成高纯度的正辛基二茂铁，更没有高纯品，目前国内外厂家生产的正辛基二茂铁纯度较低(89％～95％，气相色谱相对值)。

然而在正辛基二茂铁原料中残存的无机杂质和有机杂质都会影响其催化氧化等性能，所以制备高纯度的正辛基二茂铁将具有重要的工程应用价值。短链烷基或酰基一取代二茂铁常温下为固体，通过简单的重结晶方法就可以提纯。而正辛基二茂铁是长碳链烷基取代，常温下为液态，不容易结晶。

正辛基二茂铁原料中含有多种杂质(附图1)，最主要的是各种同系物，如丁基二茂铁、戊基二茂铁、C10烷基取代二茂铁、C12烷基取代二茂铁、C16烷基取代二茂铁等，这些物质与正辛基二茂铁性质十分接近，很难分离。通过减压蒸馏、精馏并不能达到提纯的目的；柱层析分离虽然可以得到纯度较高的标准物质，但不能大量制备；制备色谱由于高昂的成本，并不能实现大量生产。关于正辛基二茂铁的低温重结晶纯化，并没有文献直接报道。

应用^[2-4]

二茂铁衍生物广泛用作燃料油节油消烟剂、燃气助燃催化剂、紫外线吸收剂、光敏催化剂、生物酶电极等。其应用举例如下：

1）制备高效节能减排柴油增效剂，属于燃油添加剂技术领域。其包括以下重量百分比的原料：叔丁基二茂铁1-10%、正辛基二茂铁3-18%、辛基二茂铁4-22%、二茂铁15-40%、有机蜡10-40%、聚甲氧基二甲醚0.3-0.5%、碳酸二甲酯0.1-0.4%、十六烷值改进剂0.1-0.3%、抗氧化改进剂0.5-1%、抗磨剂0.1-0.2%、降凝剂0.01-0.1%、复合燃速催化裂化剂1-1.5%、活化剂0.05-0.1%、消泡剂0.1-0.3%、金属钝化剂0.2-0.5%。

上述的高效节能减排柴油增效剂，从能显著改善柴油的燃烧效率，节能率大幅度提高，使用该添加剂可以有效降低污染物的排放，降低SO及CH排放；同时也降低烟度及烟色。另外，添加剂的加入还可以有效清洗油路管道，防止柴油中杂质及燃烧过程中的尾气系统的腐蚀，对锅炉及发动机有显著的保护作用。

2）制备一种降解材料，采用双层膜结构，包括层膜和第二层膜，且层膜的降解时间大于第二层膜的降解时间；其中，层膜的原料组分包括：高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、纳米二氧化硅、聚乙醇酸、正辛基二茂铁、硝酸钇、硝酸镝、二甲基二硫代氨基甲酸铁、硼酸、草炭粉和海藻酸钠；第二层膜的原料组分包括：聚丁二酸/己二酸丁二醇酯、聚乳酸、高密度聚乙烯、纳米二氧化硅、聚乙醇酸、硝酸镝、硼酸、草炭粉和海藻酸钠。

本发明提供的增强型全生物降解材料，不仅具有优异的拉伸强度和断裂伸长率等机械性能；而且易于降解，在用作地膜时还具有优异的调温保墒、防虫除草以及提高作物出苗率等功效。

制备^[1]

一种混合溶剂重结晶高效制备高纯度正辛基二茂铁的方法，其特征在于步骤如下：

步骤1：将正辛基二茂铁粗品、含有羟基极性质子溶剂、极性非质子溶剂和非极性溶剂以体积比1︰4～5︰4～5︰8～10比例配置溶液；

步骤2：将配置好的溶液置于-10℃～-80℃温度中析出正辛基二茂铁晶体后，倒出50％的溶剂，抽滤得到正辛基二茂铁晶体；

以本次正辛基二茂铁晶体取代步骤1的正辛基二茂铁粗品，重复步骤1～步骤2六次；

步骤3：将重复六次后收集的晶体置于真空烘箱中，温度为40～60℃，相对真空度为-0.05～-0.08Mpa，保持3～4h后，充入氮气至内外压力相等，再抽真空到-0.05～-0.08Mpa，再充入氮气，重复充入氮气至抽真空的过程8～10次，得到高纯度正辛基二茂铁。

主要参考资料

[1] CN201410810883.2混合溶剂重结晶高效制备高纯度正辛基二茂铁的方法

[2] HPLC法分离工业品辛基二茂铁

[3] CN201810697111.0高效节能减排柴油增效剂

[4] CN201710153554.9增强型全生物降解材料及其制备方法