[发明专利]一种多取代乙烷类烷烃的制备方法及其应用

说明书

本发明公开了一种多取代乙烷类烷烃的制备方法及其应用，所述制备方法包括以下步骤：在惰性气氛下，将原料醇加入反应釜中，再加入溶剂、脱水催化剂和稳定剂后进行反应，反应后进行精馏，将馏分分水得到烯烃；将烯烃加入氢化釜中，再加入水和氢化催化剂，置换氮气后加氢氢化，氢化结束后，过滤除掉催化剂，分水得到多取代乙烷类烷烃产品；本发明制备的多取代乙烷类烷烃在生产过程中不产生废弃物，生产过程中除主物料外的所有物料都可以多次套用；加入的水可以极大地降低生产过程中静电的产生，从而极大地提高产品生产的安全性；本发明制备的多取代乙烷类烷烃收率高达于98％，纯度大于99.8％。

技术领域

本发明属于有机合成技术领域，特别涉及一种多取代乙烷类烷烃的制备方法及其应用。

背景技术

目前多取代乙烷类烷烃的制备方法多用高压催化方法制备，目标产物含量低，制备方法安全性不高，不适合工业化。特别是对于部分高附加值且产能需求不太高的多取代乙烷类烷烃的生产需要设备投资过大，使得成本奇高，大大局限了该产品的应用。

支链烷烃属于多取代乙烷类烷烃的一种，支链烷烃的应用非常之广，如异辛烷，用作车用汽油、航空汽油的添加剂。丁二烯聚合时用作溶剂。也可用于有机合成，用作溶剂及气相色谱的对比样品。同时中间体烯烃也可用于合成高纯度的烯烃聚合物，或者作为添加剂用于改善聚烯烃的性能等等。目前报道的支链烷烃的合成方法普遍存在收率低的问题，收率通常在20％以下且使用的催化剂价格昂贵，用量较大且无法回收使用，因此无法实现工业化大规模生产。

中国专利CN110590489A公开了一种支链烷烃的制备方法，其方法是以频哪酮为原料，使用烷基金属试剂进行烷基化反应，得到相应的烷基醇中间体；该烷基醇中间体使用烷基硅烷作为还原剂，在酸催化剂存在下进行消除还原反应，进而合成支链烷烃；但在该合成路线中产生的危险废物比较多，且成本较高。

发明内容

针对上述问题，本发明提出了一种多取代乙烷类烷烃的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

烯烃合成：在惰性气氛下，将原料醇加入反应釜中，再加入溶剂、脱水催化剂和稳定剂后进行反应，反应后进行精馏，将馏分分水得到烯烃；

氢化：将烯烃加入氢化釜中，再加入水和氢化催化剂，置换氮气后加氢氢化，氢化结束后，过滤除掉氢化催化剂，分水得到多取代乙烷类烷烃产品。

所述制备方法的反应路线如下：

其中，R1、R2、R3、R4、R5分别选自烷基中的一种，所述烷基包括氢、甲基、乙基或丙基，所述R1、R2、R3、R4、R5中碳数相加大于6，小于等于12，且R1、R2、R3、R4、R5中至少有三个基团不为氢。

进一步地，所述溶剂和原料醇的质量比为0.1～1：1；所述脱水催化剂和原料醇的摩尔比为1～10：100；所述稳定剂和原料醇的摩尔比为0.1～1：100。

进一步地，所述氢化过程中水和烯烃的体积比为0.1～1:1，所述加氢催化剂的加入量为烯烃的0.1～5％重量比。

进一步地，所述氢化过程中压力为0.1-1MPa；氢化时间为2-12小时。

进一步地，所述溶剂包括水、N-N-二甲基甲酰胺(DMF)中一种或几种混合；所述脱水催化剂为有机酸、无机酸或路易斯酸中的一种。

进一步地，所述溶剂优选为水。

进一步地，所述氢化催化剂包括钯炭、雷尼镍和铂炭。

当精馏后的馏分温度小于100℃，将反应器中剩余物进行浓缩，浓缩至反应釜中液体残留量为原料醇重量的10～100％；

当精馏后的馏分温度大于100℃，对烯烃进行分水后，将分出的水加至反应釜中，直至反应釜中液体剩余量为原料醇重量的10～100％。