108-11-2/4-甲基-2-戊醇的應用

背景及概述^[1][2]

4-甲基-2-戊酮[108-10-1]（簡稱MIBK），是一種重要的有機合成原料和有機溶劑，由于其溶解性高、化學穩定性好，而被廣泛應用于涂料、炸藥、醫藥、冶金、煉油、化工及橡膠等行業，4-甲基-2-戊酮的工業生產方法按原料分有異丙醇法和丙酮法，丙酮法工藝又分為丙酮一步法和丙酮三步法，這幾種生產工藝過程中都副產少量的4-甲基-2-戊醇，尤其是在橡膠防老劑6PPD[793-24-8]的生產過程中，部分MIBK加氫轉化為MIBC而成為廢溶劑，其中MIBC含量高達60%以上，MIBC也是一種很好的有機溶劑。近年來，4-甲基-2-戊醇的需求量持續增加，市場前景非常樂觀，價格也居高不下。

應用^[3-7]

4-甲基-2-戊醇，俗稱甲基異丁基甲醇(英文簡稱MIBC)，是優良的中沸點溶劑，主要用作染料、石油、橡膠、樹脂、石蠟、硝基纖維素和乙基纖維素等的溶劑，用作硝化纖維素漆的惰性溶劑，可增加涂料的光澤和平整性，改進泛紅性能，在潤滑油添加劑制造中用作溶劑等；用于有機合成的原料，礦物浮選洗劑，如萃取硅和硫酸銅礦，還可用于剎車液。其應用舉例如下：

1. 4-甲基-2-戊醇催化脫氫制甲基異丁基酮。在銅系催化劑作用下，4-甲基-2-戊醇（MIBC）進行催化脫氫反應制備了甲基異丁基酮（MIBK），考察了原料組成、反應溫度、LHVS、N2與原料的配比對脫氫反應的影響，分析了催化劑的耐熱性能，并對使用前后的催化劑進行了表征。實驗結果表明，MIBC脫氫反應的較佳條件為：反應壓力0.1 MPa、反應溫度190～230 ℃、LHVS在1.00 h-1以下、原料中MIBK和MIBC的總含量大于99%（w），在此條件下，MIBC轉化率可控制在60%以上，MIBK選擇性可達到98%以上。以脫氫產物直接作為脫氫原料進行循環脫氫實驗時發現，經過4次脫氫反應后，產物中MIBK含達到98%（w）以上。催化劑經耐熱處理后，MIBC轉化率下降了11.5%，MIBK選擇性基本不變。表征結果顯示，與使用前的化劑相比，使用后及耐熱后的催化劑的比表面積和孔體積均減小，活性組分銅晶粒的粒徑增大。

2. 制備可增加乙醇汽油辛烷值的添加劑。該添加劑由以下體積分數的組分組成：甲基苯胺10%～20%，叔丁醇20%～30%，4-甲基-2-戊醇20%～30%，甲基二乙醇胺脂肪酸酯季銨鹽10%～15%，鄰苯二甲酸二丁酯1%～5%，甲醇20%～30%。制備方法：按配比依次取甲基苯胺、叔丁醇、4-甲基-2-戊醇、甲基二乙醇胺脂肪酸酯季銨鹽、鄰苯二甲酸二丁酯和甲醇，并按照以上順序依次加入靜態混合器進行混合，混合后即為可增加乙醇汽油辛烷值的添加劑。以國標乙醇汽油和可增加乙醇汽油辛烷值的添加劑的總體積為基數，向車輛油箱內加入體積分數為85%～90%的國標乙醇汽油后，再加入體積分數為10%～15%添加劑，加入后辛烷值增加4～6，提升了乙醇汽油的抗爆性能。

3. 制備一種用于LED藍寶石襯底的拋光硅溶膠，所述硅溶膠包括氧化硅源原硅酸乙酯，表面活性劑聚乙二醇單辛基苯基醚，助表面活性劑4-甲基-2-戊醇，有機溶劑環己烷，pH調節劑叔丁醇鉀，金屬離子螯合劑乙二胺四乙酸，余量為去離子水。其中獲得的氧化硅顆粒的尺寸在10-20nm之間，常溫下，硅溶膠的粘度≤10mm2/s，pH值為10.5-12.5，比重1.1~1.2g/cm3。該硅溶膠使用周期長，保質期大于1.5年，拋光效率高，羥基使用率高。

4. 制備種低成本阻燃熱穩定性好光伏電纜，包括纜芯和包覆在纜芯外側的護套層，護套層的原料按重量份包括：基材110-130，馬來酸酐0.1-0.18，二丁基二月桂酸錫0.4-1，交聯劑1.5-2.5，甘油1-2，4-甲基-2-戊醇0.2-0.8，季戊四醇1-2，改性竹粉30-50，微膠囊化紅磷28-40，氫氧化鎂15-18，硼酸鋅2-4，滑石粉3-8，麥飯石粉3-6。改性竹粉采用如下工藝制備：將甲醇鈉、聚乙二醇200、棕櫚酸甲酯，升溫，真空攪拌，加入竹粉、水攪拌，過濾，洗滌，加入硫酸鈦、尿素、水混合均勻，送入水熱反應釜內密封，升溫進行水熱反應，降溫，過濾，洗滌，干燥得到改性竹粉。

5. 制備乙二醇雙磺基琥珀酸二(4-甲基2-戊基)酯鈉。乙二醇雙磺基琥珀酸二(4-甲基2-戊基)酯鈉是在分子中設計將單鏈表面活性劑磺基琥珀酸(4-甲基2-戊基)酯鈉鹽作為兩個雙親分子的離子頭，經連接基團乙二醇通過化學鍵連接起來而成的雙子表面活性劑。其表面活性劑除了具有單烷烴鏈和單離子頭的傳統表面活性劑的所有優點外，還具有更低的面張力即更高的表面活性、更低的臨界膠束濃度、很低的Kraff點、奇特的粘度特性、良好的協同效應等。由于其特殊的結構表現出其獨特的性能，因而更加廣泛應用。制備方法是將順酐與4-甲基-2-戊醇反應，形成單酯化產物，再由單酯化產物與亞硫酸鈉反應，形成磺化產物，然后磺化產物與乙二醇反應得到產物。基本原理為順酐開環，使其羧基和4-甲基-2-戊醇的羥基相結合，R轉到另一個羧基上去，形成單酯；生成的單酯產物與亞硫酸氫鈉親電加成反應生成磺化產物；磺化產物再和乙二醇進行雙酯化反應生成目的產物。

主要參考資料

[1] CN201610892292.3一步法聯產4-甲基-2-戊酮和4-甲基-2-戊醇的催化劑

[2] CN201310292601.X4-甲基-2-戊醇脫氫催化劑及其制備方法和應用

[3] 4-甲基-2-戊醇催化脫氫制甲基異丁基酮反應工藝

[4] CN201810519034.X一種可增強乙醇汽油辛烷值的添加劑及其制備方法和應用

[5] CN201710854292.9一種用于LED藍寶石襯底的拋光硅溶膠及其制備方法

[6] CN201710834206.8一種低成本阻燃熱穩定性好光伏電纜

[7] CN201010524055.4乙二醇雙磺基琥珀酸二(4-甲基2-戊基)酯鈉及生產方法