[发明专利]一种长链烷烃C17

说明书

本发明公开了一种锡改性蒙脱石(Sn‑K‑10)“一锅法”直接催化制备新型长链烷烃C₁₇燃料前驱体分子的方法，包括：以Sn‑K‑10或者K‑10作为催化剂，将原料2‑甲基呋喃、乙酸酐在无溶剂的条件下中，于25‑80℃反应2‑12h，后将Sn‑K‑10分离出即可高效制得燃料前驱分子。其中，2‑甲基呋喃与乙酸酐的投料比为2：3，不使用任何溶剂，催化剂相对底物用量为20wt％。本方法能有效克服多步合成能耗大、工艺繁琐等缺陷，并且首次报道此燃料前驱体分子。

技术领域

本发明涉及一种新型长链烷烃燃料C₁₇前驱分子的简易合成方法，具体地说，运用廉价易得的锡改性蒙脱石(Sn-K-10)在无溶剂条件下催化2-甲基呋喃与乙酸酐经级联酰化-烷基化反应“一锅法”转化为长链烷烃燃料C₁₇前驱分子，属于生物质催化转化领域。

背景技术

随着燃料资源的枯竭及人们对于能源的需求不断提高，从可再生的生物资源中获得生物燃料及化学品已经日益备受人们关注，其中商业应用的汽油、与混有生物柴油的汽油都是C₉-C₂₀的混合碳化物，密度在0.82-0.85g/cm³，沸点在200-300℃，能量密度在45MJ/kg左右。传统的制备烷烃燃料主要通过汽化、热裂解将生物质转化为合成气、生物燃料，其中包含了缩合、转移、氢化等反应步骤，这种传统的方法催化生物质只能得到短链燃料(C5)，而不能得到长链的烷烃混合的燃料。

传统形成长链烷烃燃料分子主要利用生物质基的小分子如2-甲基呋喃，糠醛、乙醇、丙酮等作为原料，相继通过C-C耦合和氢化脱氧反应得到长链烷烃分子。上述方法能有效地得到高品质的汽油、柴油范围类的烷烃，但是反应温度较高(300℃)，产物选择性较低，催化剂多为热不稳定的固体酸和价格高昂的金属颗粒，需要消耗大量的有机溶剂，且C–C与C–O没能选择性的断裂，使得烷烃燃料的产率下降。因此，如何构建廉价且高效的催化材料或催化体系，以及构建新型长链烷烃前驱合成路径是有效生成高值燃料的关键。然而，文献和专利很少报道碳链长度15前驱分子的简单制备方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种在无溶剂条件下，有效催化2-甲基呋喃与乙酸酐经“一锅法”直接转化为C₁₇长链烷烃燃料前驱分子的方法，此过程选择性高，以克服已有技术多步合成能耗大、工艺繁琐等缺陷。

本发明的技术方案是：一种长链烷烃C₁₇前驱分子，其结构式如下：

一种制备长链烷烃C₁₇前驱分子的催化剂，所述的催化剂为 Sn-K-10。所述的Sn-K-10由锡改性蒙脱石而成。

一种制备长链烷烃C₁₇前驱分子的方法，在无溶剂条件下，以锡改性K-10为催化剂，将原料2-甲基呋喃、乙酸酐在25-80℃反应2-12 h，得到C₁₇燃料前驱分子。

所述的反应温度优选为40-60℃，反应时间优选为5-12h。

所述的催化剂相对底物用量为15-30wt％。

所述的2-甲基呋喃与乙酸酐的投料摩尔比比为2:2-2:5。

本发明的有益效果：

(1)、本发明催化材料廉价易得，同时具备高度可重复使用性；

(2)、本发明的催化体系，在无溶剂条件下可催化2-甲基呋喃转化为C₁₇燃料前驱分子，条件温和、耗能低、选择性高、稳定性高等突出性优点。

附图说明

图1为C₁₇燃料前驱分子的¹H NMR谱图；