[发明专利]一种溴代烷烃的高选择性分离方法

说明书

本发明涉及一种溴代烷烃的高选择性分离方法，特别涉及一种溴丙烷、溴丁烷、溴戊烷同分异构体的高选择性分离方法，属于吸附分离领域。本发明的方法使用了一种新培养的乙氧基柱[5]芳烃与4‑硝基邻苯二甲腈所形成的共晶晶体材料，通过固体蒸汽吸附的方法实现溴代烷烃同分异构体的高选择性分离。本方法操作简单，能耗低、所耗时间短，分离效果稳定，有利于我国绿色发展，且该产品可以循环使用，分离效果保持良好。

技术领域

本发明涉及一种溴代烷烃的高选择性分离方法，特别涉及一种溴丙烷、溴丁烷、溴戊烷同分异构体的高选择性分离方法，属于吸附分离领域。

背景技术

溴代烷烃是重要的工业原料，用于有机合成、医药、农药中间体。其中2-溴丙烷是杀虫剂氰戊菊酯、氟氰戊菊酯、残杀威、杀菌剂灭锈胺、氟酰胺及除草剂毒草胺、莎稗磷的中间体。用作Grignard试剂和原料，药物和染料的中间体，还用于农药(敌草胺)等的制造。2-溴丁烷和2-溴戊烷也都是重要的溶剂和中间体。溴代烷烃应用广泛，备受重视，尤其是短链溴代烷烃，即溴丙烷、溴丁烷、溴戊烷的应用更是多种多样。因而获取高纯度的溴丙烷、溴丁烷、溴戊烷成为焦点问题。

溴代烷烃主要有两种合成方法：一种是由烷烃或烯烃直接卤化得来，因而产物中混有同分异构体的杂质；第二种在工业上普遍应用，即通过相应的醇与氢溴酸为原料在浓硫酸作用下制备的，有些醇在反应过程中会发生重排，生成混合产物。而1-溴烷烃和2-溴烷烃同分异构体沸点、凝固点、密度等物理性质以及分子量、化学结构等化学性质相近，难以通过常规手段分离。因此如何将1-溴烷烃和2-溴烷烃分离成为纯化溴代烷烃的关键环节。

工业上一般以高压蒸馏方法加以分离提纯，成本高，耗能大，不利于我国绿色发展，且产品质量难以保障。

综上所述，寻找一种新型的、既能有效分离1-溴烷烃和2-溴烷烃，又能减少能源消耗，环境友好的方法，成为目前工业界纯化2-溴烷烃的关键。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种溴代烷烃的高选择性分离方法。该方法采用乙氧基柱[5]芳烃和4-硝基邻苯二甲腈形成的共晶晶体材料来纯化2-溴烷烃。该材料可以有效的从1-溴烷烃和2-溴烷烃混合物中高选择性的吸收1-溴烷烃，留下高纯度的2-溴烷烃，该过程能耗低、所耗时间短﹑操作简单。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的。

一种溴代烷烃的高选择性分离方法，通过乙氧基柱[5]芳烃和4-硝基邻苯二甲腈形成的共晶晶体材料；采用所述共晶晶体材料吸附1-溴烷烃，实现对的2-溴烷烃纯化。由于直链溴代烷烃和支链溴代烷烃的结构和能量的差异，以及一个4-硝基邻苯二甲腈分子位于乙氧基柱[5]芳烃孔道内的独特结构，使得所述的乙氧基柱[5]芳烃与4-硝基邻苯二甲腈形成的共晶晶体材料能与直链溴代烷烃形成1:1的主客体络合结构，而无法与支链溴代烷烃形成络合物。由此，所述乙氧基柱[5]芳烃与4-硝基邻苯二甲腈形成的共晶晶体材料能在1-溴烷烃和2-溴烷烃混合物中选择性吸附1-溴烷烃，并且在脱吸附过程中可以恢复原有结构，并重复使用不损失其性能。

纯化过程为：将所述共晶晶体材料置于1-溴烷烃与相应2-溴烷烃的混合蒸汽中，温度为室温。

所述乙氧基柱[5]芳烃和4-硝基邻苯二甲腈的摩尔比为1:2。

所述混合蒸汽中，1-溴烷烃与对应2-溴烷烃体积比为1：1～50。

所述乙氧基柱[5]芳烃与4-硝基邻苯二甲腈1:2结构的共晶材料的制备过程包括：将对乙氧基苯与多聚甲醛加入1,2-二溴乙烷溶剂中，加入路易斯酸，在20℃下反应80～90分钟，加水淬灭，分液并减压浓缩后得到粗产品，粗产品经柱层析分离后得到纯乙氧基柱[5]芳烃。将所得乙氧基柱[5]芳烃80℃过夜真空加热活化后，与4-硝基邻苯二甲腈以1:2的摩尔比加入氯仿中至完全溶解。通过溶剂挥发法得到乙氧基柱[5]芳烃与4-硝基邻苯二甲腈化学计量比为1:2的结构的共晶。所得共晶可以直接用于1-溴烷烃与2-溴烷烃的吸附分离。