[发明专利]一种支链烷烃的制备方法

说明书

本发明提供了一种支链烷烃的制备方法，属于有机合成技术领域。本发明提供的支链烷烃的制备方法包括以下步骤：在保护气氛条件下，将频哪酮、烷基金属试剂与有机溶剂混合后进行烷基化反应，得到烷基醇中间体；在保护气氛条件下，将所述烷基醇中间体、烷基硅烷、酸催化剂和有机溶剂混合后进行消除还原反应，得到支链烷烃。本发明以频哪酮为原料，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。本发明提供的方法合成路线简捷，支链烷烃收率高、纯度高，无需使用价格昂贵的催化剂，原材料成本较低，操作简单，适合放大以及工业化生产。

技术领域

本发明涉及有机合成技术领域，尤其涉及一种支链烷烃的制备方法。

背景技术

目前，人们对能源环境保护要求逐步提高，油品质量是能源环境保护中相当重要的影响因素，因此需要开发具有高性能且符合环保要求的石油产品。国内外在此方面进行了很多的研究开发工作，其中一种方案是在石油下游产品中增加支链烷烃的含量，随着支链烷烃含量的增加，可以明显提高石油下游产品的燃烧性能，增加油品的热值，同时油品的燃烧稳定性也相应的得到提高，这样可以在保证产生一定热量的前提下，节省燃料的消耗量，且降低污染物质排放量，达到减排降耗的目的。

现有技术中主要是通过调控石油炼制过程中重整反应中的异构化反应来提高石油下游产品中支链烷烃含量。此外，除了石油炼制环节，在终端通过向成品燃油中直接添加支链烷烃也可以提高油品质量。2,3,3-三甲基丁烷、2,3,3-三甲基戊烷等支链烷烃即是一种重要的添加剂，添加到成品燃油中可以有效提高成品燃油质量。

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。美国加州理工学院和BP石油公司在专利WO2009064622中提出的合成路线如下：

该方法的收率为24～56％，但需要在高温(180～200℃)、封管条件下进行，对设备要求较高；同时，该方法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。

发明内容

本发明的目的在于提供一种支链烷烃的制备方法，采用本发明提供的方法制备支链烷烃具有高收率、高纯度的优势，且无需使用价格昂贵的催化剂，原材料成本较低，操作简单，适合放大以及工业化生产。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种支链烷烃的制备方法，包括以下步骤：

在保护气氛条件下，将频哪酮、烷基金属试剂与有机溶剂混合后进行烷基化反应，得到烷基醇中间体；

在保护气氛条件下，将所述烷基醇中间体、烷基硅烷、酸催化剂和有机溶剂混合后进行消除还原反应，得到支链烷烃。

优选地，所述烷基金属试剂包括烷基锂或烷基格氏试剂；所述烷基金属试剂中的烷基包括甲基、乙基、丙基或丁基。

优选地，所述频哪酮与烷基金属试剂的摩尔比为1:(1.0～5.0)。

优选地，所述烷基化反应所用有机溶剂包括二甲氧基甲烷、四氢呋喃、乙醚、异丙醚或甲苯，所述有机溶剂的质量为频哪酮质量的2～50倍。

优选地，所述烷基化反应的温度为-40～40℃，时间为3～10h。

优选地，所述烷基硅烷包括三乙基硅烷、三甲基硅烷或三丁基硅烷。

优选地，所述酸催化剂包括三氟化硼乙醚、三氯化硼、三溴化硼、硫酸、磷酸、对甲苯磺酸或杂多酸。

优选地，所述烷基醇中间体、烷基硅烷和酸催化剂的摩尔比为1:(1.0～5.0):(1.0～5.0)。