292-64-8 / 環辛烷的應用

背景及概述^[1][2]

環辛烷亦稱“八亞甲基”，制法：在180℃時，由β-環辛烯在鎳催化下加氫反應而得。環辛烷是石油化工加工過程中一類重要的碳氫化合物，其催化氧化的產物主要包括環辛醇、環辛酮、辛二酸等。其中，環辛醇可以制備環辛烯、環辛四烯、環辛酮等。

環辛酮是重要的有機合成和醫藥中間體，如合成抗精神分裂藥物布南色林等； 辛二酸在塑料、藥物、染料等方面具有廣泛應用，如合成聚酯、聚酰胺、醇酸樹脂、1，6-己二異氰酸酯、伏立諾他等。因此，若能研發一種新技術，實現高產率、低成本地將環烷烴轉化成各類含氧產物，則不但可以充分節約能源、減少污染，而且可以提供大量重要的化工原料。

結構

應用^[1-5]

環辛烷可用作醫藥化工合成溶劑及中間體。其應用舉例如下：

1. 環辛烷氧化制備環辛醇和環辛酮。

環辛酮和環辛醇均為重要的化工中間體，主要用作有機合成和醫藥合成，主要由環辛烷氧化制得。采用Mn( TDCPP) OAc 催化NaIO4氧化環辛烷，環辛烷的轉化率為87%，環辛醇和環辛酮的收率達29%和46%； 之后，又用Mn( TPFPP) OAc 為催化劑、Bu4NIO4為氧化劑，環辛烷的轉化率達88%，環辛醇和環辛酮的收率分別為32% 和39%。

采用NHPI 和Mn( acac)2等在MeCN/CH3COOH/AcOH 中催化氧氣氧化環辛烷，后來又開發了Co( acac)2、Mn( OAc)2和NHPI 衍生物的催化體系，產物環辛醇、環辛酮和辛二酸的收率比例為29 ∶68 ∶2，TON 值為110。用Fe( TPFP) Cl 作催化劑、PhI( OAc)2為氧化劑，在加少量水的條件下催化氧化環辛烷，產物中環辛醇的收率有47%，而環辛酮的收率只有7%。

將Mn( TMPyP) 固載在不同的鋁酸鹽MCM-41 和SBA-15 中孔分子篩上，用于催化氧化環辛烷，環辛烷的最高轉化率為13. 6%，環辛酮和環辛醇的收率分別為11. 8% 和1. 8%。將鎢、鉬、鈷的雜多酸鹽和殼聚糖進行靜電組裝，用于催化氧氣氧化環辛烷，環辛酮和環辛醇的收率達到了10. 2% 和2. 1%。合成銅和鈷的新型配體的金屬配合物并負載于3-氨基丙基官能化的二氧化硅上，用H2O2為氧化劑，在MeCN 中催化氧化環辛烷，轉化率最高達77%，但產物主要為環辛醇和環辛酮。

綜上所述，目前關于環辛烷的催化氧化大多使用乙腈或者乙酸等溶劑，反應體系比較復雜，產物大多為環辛醇和環辛酮，辛二酸很少。因此，需要開發一種簡單的、適于溫和條件下氧化環辛烷的催化體系。

有研究開發一種新的方法，包括以下步驟：(1)向氧化反應器中連續通入環辛烷、催化劑和含氧氣體進行反應，通過控制含氧氣體的通入量控制尾氧濃度在5％以內，所述催化劑的用量為環辛烷總重量的5～10000ppm，反應溫度為120～250℃，反應壓力為0.1～2.0MPa，以液相物質計的氧化反應器的平均停留時間為0.4～6小時，得到含有環辛醇和環辛酮的氧化反應液；(2)將步驟(1)得到的氧化反應液連續進入精餾塔，塔頂得到含有環辛烷的輕組分，將其循環回氧化反應器中，塔底得到環辛醇和環辛酮粗產品，將粗產品分離提純分別得到環辛醇和環辛酮產品。

2. 制備一種超薄磨耗層用常溫瀝青改性劑，

按質量份數由如下原料制成：環辛烷55～65份；改性環氧樹脂膠30～35份；分散劑0.6～1份；偶聯劑5～10份。制作方法是將環辛烷、改性環氧樹脂膠、分散劑按上述比例加入攪拌釜中，升溫至100℃±5℃，進行混合并攪拌均勻，時間4h～6h；再將偶聯劑投入攪拌釜的材料中繼續攪拌4h～6h，制得本產品。本改性劑可降低瀝青60℃旋轉粘度至2.2 Pa˙s～3.0 Pa˙s，可實現在50℃～60℃范圍內、用普通攤鋪機攤鋪1.0cm～2.0cm厚瀝青混合料；比原來大大降低施工溫度，既降低施工成本又能保證施工質量。

3. 用于制備一種節能增效助燃劑及二甲醚合成燃氣、二甲醚合成燃油。

一種節能增效助燃劑，其原料包括乙酸乙酯、樟腦、蓖麻油、二環庚二烯、液態石蠟、環辛烷以及甲醇。所述的三類二甲醚合成燃氣和車用二甲醚合成燃油，以普通二甲醚為母液，經節能增效助燃劑物理改性后，克服了普通二甲醚在作為民用燃氣、車用燃氣、工用燃氣以及車用燃油出現的燃燒不充分、結焦積碳、揮發性強、易損耗機器以及熱值低、動力不足等問題。

4. 制備鄰甲苯甲酰胺有機中間體

制備鄰甲苯甲酰胺有機中間體，包括如下步驟：在反應容器中加入6-(1-溴-羰基)-甲苯，環辛烷溶液，控制攪拌速度310-330rpm，控制溶液溫度至30-36℃，加入二甲胺溶液，在40-60min時間內分批次加入異丙醇鋁，繼續反應90-120min；然后加入硫酸鉀溶液，2-乙基己酸鋅粉末，升高溫度至40-47℃，控制攪拌速度210-230rpm，繼續反應160-190min，用草酸溶液調節pH至8.5-9，降低溫度至5-10℃，靜置30-50min，用溴化鈉溶液洗滌30-40min，炔丙醇溶液洗滌50-70min，在甲醚溶液中重結晶，脫水劑脫水，得成品鄰甲苯甲酰胺。

主要參考資料

[1] 金屬卟啉仿生催化環辛烷選擇氧化的研究

[2] CN201510715792.5一種環辛烷氧化制備環辛醇和環辛酮的方法

[3] CN201810891216.X超薄磨耗層用常溫瀝青改性劑及其制作方法

[4] CN201510466058.X一種節能增效助燃劑及二甲醚合成燃氣、二甲醚合成燃油

[5] CN201710821735.4鄰甲苯甲酰胺有機中間體的合成方法