2,2,3-三甲基丁是一種烷烴,常溫常壓下為無色液體。該物質對環境可能有危害,對水體應給予特別注意。
物性數據
液相標準燃燒熱()(kJ·摩爾 ):-4804.70
溶度參數(J·cm )0.5:14.247
van der Waals面積(cm ·mol ):1.117×1010
van der Waals體積(cm ·mol ):78.460
液相標準聲稱熱(焓)( kJ·mol ):-236.52
蒸氣壓(kPa,25oC):3.37
臨界溫度(K):257.95 臨界壓力(MPa):2.95
臨界密度(g·cm ):0.252
臨界體積(cm ·摩爾 ):398
臨界壓縮因子:0.265
偏心因子:0.2650
液相標準(J·mol ·K ) :292.25
液相標準生成自由能( kJ·mol ):-0.24
氣相標準燃燒熱(焓)(kJ·mol ):-4836.75
氣相標準聲稱熱(焓)( kJ·mol ):-383.4
氣相標準熵(J·mol ·K ) :398.3
氣相標準生成自由能( kJ·mol ):5.0
氣相標準熱熔(J·mol ·K ):163.3
液相標準熱熔(J·mol ·K ):213.51
生態學數據
該物質對環境可能有危害,對水體應給予特別注意。
分子結構數據
2、摩爾體積(cm /mol):144.5
3、等張比容(90.2K):303.1
4、表面張力(dyne/cm):19.3
5、介電常數(F/m):1.92
6、極化率(10 cm ):13.63
計算化學數據
1.疏水參數計算參考值(XlogP):3.3
2.氫鍵供體數量:0
3.氫鍵受體數量:0
4.可旋轉化學鍵數量:1
5.互變異構體數量:無
6.拓撲分子極性表面積0
7.重原子數量:7
8.表面電荷:0
9.復雜度:45.5
10.同位素原子數量:0
11.確定原子立構中心數量:0
12.不確定原子立構中心數量:0
13.確定化學鍵立構中心數量:0
14.不確定化學鍵立構中心數量:0
15.共價鍵單元數量:1
合成方法
目前高品質航空汽油的主要組分是2,2,4-三甲基正戊烷(異辛烷),為了達到高標號航空汽油的抗爆要求,需要添加少量四乙基鉛作為抗爆添加劑,然而隨著國內外日益嚴格的環保要求,高品質航空汽油的無鉛化必將成為航空燃料的發展趨勢。
2,2,3-三甲基丁烷(2,2,3-trimethyl 丁烷,簡稱triptane)具有更高的辛烷值及更好的調和性能,其馬達法辛烷值為101,研究法辛烷值為112,尤其是它的調和辛烷值高達128,勢必將成為無鉛高品質航空汽油的重要組分,目前對triptane合成的報道甚少。目前沒有工業化生產triptane工藝的原因是其制備仍然存在較大的難度。Triptane的合成工藝可以追溯到20世紀40~50年代,由丙烯與2-碘-2-甲基丙烷作為原料進行烷基化反應制得,催化劑為硫酸和氫氟酸類的液體氟銻磺酸,在4MPa~5MPa壓力下,只能得到兩個支鏈的C7,只有在10MPa的高壓下才能得到三個支鏈的C7,收率為17%。
除了烷基化的方法以外,還有脫甲基的合成方法,該方法是以異辛烷為原料,氧化鎳為催化劑,反應溫度為275~300℃,triptane的收率為19%。C7環烷烴的開環異構化也可以生成triptane,其反應原料是餾程為75~100℃石腦油餾分,反應分兩步進行,先是開環反應,采用雙功能分子篩催化劑,再是異構化反應,采用氟銻磺酸催化劑,如HSOF-SbF和SbF-HF,triptane的收率為7%~9%,該過程反應流程較為復雜,且異構化催化劑腐蝕性太強。而近幾年研究的熱點是以甲醇及其衍生物為原料,鹵化物如碘化鋅為催化劑,在200~300℃和約1.2MPa的反應條件下,收率為13%左右,在適當反應促進劑的作用下,可將triptane的收率提高到30%左右。因此,以甲醇為原料的技術路線是最為可行的路線之一。本研究采用間歇反應釜,以甲醇及其衍生物為原料,碘化鋅為催化劑,在不同工藝條件下,通過GC、GC/MS等手段對產物進行表征分析,揭示反應歷程,并通過添加促進劑提高triptane的收率。
1、主要試劑
無水甲醇,AR;2-丙醇,AR;次磷酸,AR;碘化鋅,AR。
2、促進劑的影響
以甲醇為原料、碘化鋅為催化劑,通過添加不同促進劑(異丙醇和次磷酸)及改變促進劑添加量,分析及對比triptane收率,研究促進劑對triptane收率的影響。
3、分析方法
采用氣相色譜測定油相產物中的triptane含量,所用色譜為GC-9890A型氣相色譜儀,其毛細管色譜柱柱長60m,固定液為SE-30、檢測器FID,各產物分布由SD-2020色譜工作站按面積歸一化法進行定量。定性用Perkin Elmer公司的GC-MS分析。
4、結論
(1)甲醇與碘化鋅反應生成triptane最優條件為n(MeOH)/n(ZnI)=2/1,反應溫度200℃ ,反應2h,此時triptane收率為12.38%。
(2)促進劑能顯著提高triptane的收率:2-丙醇作促進劑質量分數為12%時,triptane收率為26.65%;添加次磷酸和異丙醇復配促進劑(w(異丙醇) =12% ,w(次磷酸) =7.4% ),triptane收率達45.41%。
性質與穩定性
按規格使用和貯存,不會發生分解,避免與氧化物接觸。
貯存方法
密封保存,放置于通風、干燥地方,避免于其它氧化物接觸。
安全信息
危險品標志:F,Xn,N
危險類別碼:11-38-50/53-65-67
安全說明:9-16-29-33-60-61-62
危險品運輸編號:UN 1206 3/PG 2
WGK Germany:1
HazardClass:3.1
PackingGroup:II
參考資料 >
2,2,3-三甲基丁烷.物競化學品.2018-02-03
高辛烷值調和組分2,2,3-三甲基丁烷合成研究.CNKI.2018-02-06