專利名稱：一種多烷基環(huán)戊烷的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明敘述了一種多烷基環(huán)戊烷的制備方法。
背景技術(shù)：
低碳醇生成的多烷基環(huán)戊烷可作為飛機(jī)渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)和渦輪螺漿發(fā)動(dòng)機(jī)油而得到廣泛應(yīng)用，而高碳鏈醇生成的多烷基環(huán)戊烷具有高性能潤滑油的特點(diǎn)，可望作為高性能潤滑油在空間飛行器和計(jì)算機(jī)硬盤上得到廣泛的應(yīng)用。
雖然美國專利(US4,929,782)報(bào)道了在常壓和高溫下利用醇和環(huán)戊二烯制備多烷基環(huán)戊的方法，但該方法只適用高沸點(diǎn)的醇(8個(gè)碳以上的醇)，而不適用低沸點(diǎn)的醇(沸點(diǎn)小于190℃)，反應(yīng)過程也未采用惰性氣體保護(hù)，因此大大限制了多烷基環(huán)戊的種類，且副產(chǎn)物多，生成了一些副產(chǎn)物，如醚和酯等。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提高一種多烷基環(huán)戊烷的制備方法。
本發(fā)明介紹了一種既可使用高沸點(diǎn)醇又可使用低沸點(diǎn)醇制備多烷基環(huán)戊烷的方法，制備了不同碳鏈的多烷基環(huán)戊烷。
一種多烷基環(huán)戊烷的制備方法，其特征在于該方法首先是將的含有2～12碳的伯醇或仲醇、環(huán)戊二烯和氫氧化鉀置于高壓反應(yīng)器中，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下常溫下使壓力達(dá)到2～3MPa，升溫至190～200℃，恒溫下反應(yīng)0.9-1.0小時(shí)，然后升溫至250±5℃，反應(yīng)4～6小時(shí)，冷卻至室溫，進(jìn)行分離即可得到的產(chǎn)物為多烷基環(huán)戊二烯中間體；然后通過加氫反應(yīng)得到多烷基環(huán)戊烷。
本發(fā)明中，含有2～12碳的伯醇或仲醇、環(huán)戊二烯、氫氧化鉀之間的摩爾比為3～6∶1∶1。
加氫反應(yīng)是這樣實(shí)現(xiàn)的將制備的2～4個(gè)烷基取代的多烷基環(huán)戊二烯溶于正庚烷，在高壓反應(yīng)器中進(jìn)行催化加氫。加氫條件為催化劑為10wt％鈀碳催化劑，用量為環(huán)戊二烯中間體質(zhì)量的2～5％，反應(yīng)溫度為120～150℃，氫氣壓力5～8兆帕，反應(yīng)24小時(shí)，待冷卻至室溫，過濾除去催化劑，常壓蒸餾以除去有機(jī)溶劑，即可得到目標(biāo)產(chǎn)物多烷基環(huán)戊烷。
本發(fā)明的第一步反應(yīng)得到的產(chǎn)物經(jīng)過經(jīng)紅外光譜儀、紫外光譜儀以及氣相色譜—質(zhì)譜聯(lián)用儀進(jìn)行分析表征，證明反應(yīng)產(chǎn)物為2～4個(gè)烷基取代的多烷基環(huán)戊二烯，根據(jù)產(chǎn)物的量，按所加反應(yīng)原料環(huán)戊二烯的量計(jì)算，轉(zhuǎn)化率在36～45％之間。
本發(fā)明與常壓烷基化法相比，其特點(diǎn)在于既適用高沸點(diǎn)醇又適用低沸點(diǎn)醇，擴(kuò)大了多烷基環(huán)戊烷的種類，副產(chǎn)物少，且制備過程中只需一次性將原料按比例加入，操作簡便。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1按摩爾比乙醇∶環(huán)戊二烯∶氫氧化鉀為3∶1∶1的比例，稱取一定量的乙醇、環(huán)戊二烯和氫氧化鉀，分別加入高壓釜中，機(jī)械攪拌混合均勻，通氮?dú)怛?qū)除反應(yīng)器中的空氣，在氮?dú)?2～3MPa)保護(hù)下緩緩加熱至190℃，恒溫反應(yīng)約1小時(shí)，然后將反應(yīng)溫度升至250±5℃，繼續(xù)反應(yīng)4小時(shí)，自然冷卻至室溫，加入一定量的蒸餾水和正庚烷，轉(zhuǎn)入分液漏斗中凈置分層，棄去水層，反復(fù)用蒸餾水洗滌有機(jī)層至中性，加入硫酸鎂干燥，在常壓下蒸餾除去有機(jī)溶劑及未反應(yīng)完的乙醇，然后在硅膠柱上進(jìn)行柱色譜分離，用石油醚作為洗脫劑，即得到多烷基環(huán)戊二烯中間體。
在高壓釜中加入一定量的溶于等體積正庚烷的多烷基環(huán)戊二烯中間體，加入其質(zhì)量百分比為2～5％的10wt％鈀碳催化劑，通氫氣驅(qū)除反應(yīng)釜中的空氣，然后加壓至5～8MPa，緩緩加熱至120～150℃，磁力攪拌反應(yīng)24小時(shí)，冷卻至室溫，過濾除去催化劑，蒸餾掉有機(jī)溶劑即可得到多烷基環(huán)戊烷。
氣質(zhì)分析多烷基環(huán)戊烷為二乙基戊烷和三乙基環(huán)戊烷的混合物，含量分別為59％和41％，轉(zhuǎn)化率為37％。
實(shí)施例2按摩爾比環(huán)己醇∶環(huán)戊二烯∶氫氧化鉀為4∶1∶1的比例，稱取一定量的環(huán)己醇、環(huán)戊二烯和氫氧化鉀，分別加入高壓釜中，機(jī)械攪拌混合均勻，通氮?dú)怛?qū)除反應(yīng)器中的空氣，在氮?dú)?2～3MPa)保護(hù)下緩緩加熱至200℃，恒溫反應(yīng)約1小時(shí)，然后將反應(yīng)溫度升至250±5℃，繼續(xù)反應(yīng)4小時(shí)，自然冷卻至室溫，加入一定量的蒸餾水和異丙醚，轉(zhuǎn)入分液漏斗中凈置分層，棄去水層，反復(fù)用蒸餾水洗滌有機(jī)層至中性，加入硫酸鎂干燥，在常壓下蒸餾除去有機(jī)溶劑，減壓蒸餾去除未反應(yīng)完的醇，然后在硅膠柱上進(jìn)行柱色譜分離，用石油醚作為洗脫劑，即得到多烷基環(huán)戊二烯中間體。
多烷基環(huán)戊二烯中間體加氫過程同實(shí)施例1。氣質(zhì)分析多烷基環(huán)戊烷為二乙基環(huán)戊烷和三乙基環(huán)戊烷的混合物，含量分別為57％和43％，轉(zhuǎn)化率為39％實(shí)施例3按摩爾比正癸醇∶環(huán)戊二烯∶氫氧化鉀為5∶1∶1的比例，稱取一定量的正癸醇、環(huán)戊二烯和氫氧化鉀，分別加入高壓釜中，機(jī)械攪拌混合均勻，通氮?dú)怛?qū)除反應(yīng)釜中的空氣，在氮?dú)?2～3MPa)保護(hù)下緩緩加熱至200℃，恒溫反應(yīng)約小時(shí)，然后將反應(yīng)溫度升至250±5℃，繼續(xù)反應(yīng)6小時(shí)，自然冷卻至室溫，加入一定量的蒸餾水和正己烷，轉(zhuǎn)入分液漏斗中凈置分層，棄去水層，反復(fù)洗滌有機(jī)層至中性，加入硫酸鎂干燥，在常壓下蒸餾除去有機(jī)溶劑，減壓蒸餾去除未反應(yīng)完的醇，然后在硅膠柱上進(jìn)行柱色譜分離，用石油醚作為洗脫劑，即得到多烷基環(huán)戊二烯中間體。
多烷基環(huán)戊二烯中間體加氫操作同實(shí)施例1，氣質(zhì)分析多烷基環(huán)戊烷為三癸基環(huán)戊烷和四癸基環(huán)戊烷的混合物，含量分別為46％和54％，轉(zhuǎn)化率為41％。
實(shí)施例4按摩爾比十二醇∶環(huán)戊二烯∶氫氧化鉀為6∶1∶1的比例，稱取一定量的十二醇、環(huán)戊二烯和氫氧化鉀，操作過程同實(shí)施例1，得到多烷基環(huán)戊二烯中間體。
多烷基環(huán)戊二烯中間體加氫過程同實(shí)施例2，得到多烷基環(huán)戊烷。氣質(zhì)分析多烷基環(huán)戊烷為三個(gè)十二級環(huán)戊烷和四個(gè)十二基環(huán)戊烷的混合物，含量分別為41％和59％，轉(zhuǎn)化率為43％。
權(quán)利要求
1.一種多烷基環(huán)戊烷的制備方法，其特征在于該方法首先是將的含有2～12碳的伯醇或仲醇、環(huán)戊二烯和氫氧化鉀置于高壓反應(yīng)器中，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下常溫下使壓力達(dá)到2～3MPa，升溫至190～200℃，恒溫下反應(yīng)0.9-1.0小時(shí)，然后升溫至250±5℃，反應(yīng)4～6小時(shí)，冷卻至室溫，進(jìn)行分離即可得到的產(chǎn)物為多烷基環(huán)戊二烯中間體；然后通過加氫反應(yīng)得到多烷基環(huán)戊烷。
2.如權(quán)利要求1所說的方法，其特征在于含有2～12碳的伯醇或仲醇、環(huán)戊二烯、氫氧化鉀之間的摩爾比為3～6∶1∶1。
全文摘要
本發(fā)明敘述了一種多烷基環(huán)戊烷的制備方法。該方法將含有2～12碳的伯醇或仲醇、環(huán)戊二烯和氫氧化鉀置于高壓反應(yīng)器中，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下常溫下使壓力達(dá)到2～3MPa，升溫至190～200℃，恒溫下反應(yīng)0.9－1.0小時(shí)，然后升溫至250±5℃，反應(yīng)4～6小時(shí)，冷卻至室溫，進(jìn)行分離即可得到的產(chǎn)物為多烷基環(huán)戊二烯中間體；然后通過加氫反應(yīng)得到多烷基環(huán)戊烷。本發(fā)明與常壓烷基化法相比，其特點(diǎn)在于既適用高沸點(diǎn)醇又適用低沸點(diǎn)醇，擴(kuò)大了多烷基環(huán)戊烷的種類，副產(chǎn)物少，且制備過程中只需一次性將原料按比例加入，操作簡便。
文檔編號C07C13/00GK1966478SQ20051012552
公開日2007年5月23日 申請日期2005年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月17日
發(fā)明者白明武, 馬劍琪 申請人:中國科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所