背景與概述[1]
正辛烷是一種烷烴類有機(jī)物，常溫下為無色透明液體，相對(duì)密度0.7，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。能與苯、石油醚及汽油混溶，溶于乙醚和丙酮，微溶于乙醇，不溶于水。正辛烷易燃，其蒸汽能與空氣形成爆炸性混合物，爆炸極限0.84%～3.2%（體積）。高濃度時(shí)有麻醉性，有刺激性。在三氯化鋁以及氯化氫催化下發(fā)生分解和異構(gòu)化，生成異丁烷、異戊烷和烯烴。正辛烷是工業(yè)用汽油的成分之一，還可用作溶劑和有機(jī)合成原料。
毒理學(xué)性質(zhì)[1][2]
正辛烷屬于低毒類物質(zhì)。
急性毒性：LC80g/m3×2小時(shí)(小鼠吸入)；小鼠經(jīng)口0.2ml/只，驚厥、呼吸麻痹、心臟停搏、死亡；人吸入1g/m3×5分鐘，粘膜刺激癥狀。
亞急性和慢性毒性：接觸濃度為每立方米數(shù)克，連續(xù)接觸4個(gè)月，大鼠甲狀腺和腎上腺皮質(zhì)功能發(fā)生可逆性減退。
合成方法[1][2]
1. 正辛烷的提純
正辛烷是用途廣泛的烴類溶劑之一，工業(yè)級(jí)正辛烷多為石油餾分經(jīng)分離制得，純度較低。對(duì)正辛烷進(jìn)行有效提純，制備高純度正辛烷具有重要意義。取原料正辛烷，向其中加入氧化劑進(jìn)行氧化處理后，蒸餾出正辛烷，用于去除原料正辛烷中的不飽和烴雜質(zhì)，再將蒸餾后的正辛烷通入裝有改性活性炭的吸附劑住進(jìn)行吸附處理，用于除去氧化過程中形成的高度激極化物質(zhì)和含苯環(huán)類物質(zhì)等，即可得到純度≥99%的高純有機(jī)溶劑正辛烷。由于苯環(huán)類、不飽和烴中含有的碳碳雙鍵為可吸收紫外可見光的基團(tuán)，所以去除苯環(huán)類、不飽和烴類等有機(jī)化合物的正辛烷透光效果也得到改善。
2.正辛烷的合成
于裝有攪拌器、回流冷凝器、通氣導(dǎo)管(伸入瓶底)的反應(yīng)瓶中，加入鋅-汞齊100g(1.53mol), 250mL濃鹽酸、50mL水，攪拌下加入40g(0.35mol)辛酮-2(2),慢慢通入氯化氫氣體。若反應(yīng)過于劇烈，可暫停通氯化氫氣體。2-3h后鋅-汞齊大部分反應(yīng)完，停止通氯化氫，放置過夜。撤去攪拌器等，改為水蒸汽蒸餾裝置，進(jìn)行水蒸氣蒸餾，直至鎦出液透明為止。分出上層油層，用蒸餾水洗滌二次，無水硫酸鈉干燥后分鎦，收集124-126℃的餾分，得到辛烷26g，收率58%。
3.正辛烷的合成
于裝有攪拌器、溫度計(jì)、回流冷凝器的1L反應(yīng)瓶中，加入除去氧化層的金屬鈉(切成小塊狀)23g(1.0mol)。稱取用無水硫酸鈉干燥過的溴丁烷(2)68.5g(53mL，0.5mol)，先由冷凝器頂端加入5mL，若反應(yīng)沒有進(jìn)行，可適當(dāng)加熱，直至反應(yīng)開始(變藍(lán)色)。慢慢攪拌下，再加入5mL溴丁烷。當(dāng)反應(yīng)緩慢時(shí)再加入5mL溴丁烷，如此直至溴丁烷加完(約1.5h)。加完后放置1～2h。撤去冷凝器，用滴液漏斗滴加50mL(95%)的乙醇，約30min加完，而后于15min內(nèi)滴加50mL蒸餾水。攪拌下加熱回流3h，使未反應(yīng)的溴丁烷分解。加入500mL水，分出上層粗品辛烷(17～18g)。用等體積的水洗滌，無水硫酸鎂干燥，分餾，收集123～126℃的餾分，得辛烷①(1)約15g，收率52%。注：①用Wurtz反應(yīng)來制備烷烴，其中往往含有少量的不飽和烴。加入約10%體積的濃硫酸并充分挪動(dòng)，直至酸層無色或僅有很淺的黃色，分出酸層，依次用10%的飽和碳酸鈉、水洗滌，無水硫酸鎂或無水鈉干燥，而后分餾(或減壓分餾)，可得到高純度的烷烴
應(yīng)用領(lǐng)域[3][4]
正辛烷是常見的有機(jī)烴，主要被用作制備低碳烯烴，實(shí)驗(yàn)中常用正辛烷作為有機(jī)溶劑，正辛烷也是常見的有機(jī)合成原料，可用于合成鹵代烴、醇、醛、有機(jī)酸類等基礎(chǔ)有機(jī)物。
1.裂解為低碳烯烴
乙烯、丙烯是兩種重要的基礎(chǔ)化工原料，目前主要生產(chǎn)方法為蒸汽裂解、催化裂解等方法。使用多級(jí)孔ZMS-5/SiO2復(fù)合催化劑催化正辛烷裂解，72h內(nèi)裂解主要產(chǎn)物收率分布如下表所示。
2.用作溶劑
正辛烷是一種常有的有機(jī)反應(yīng)溶劑，也被用于高效液相色譜的溶劑。用正辛烷溶解聚異丁烯，通入氯氣，100~150℃反應(yīng)3~6h后，冷卻減壓抽出殘留的HCl和Cl2，得氯化聚異丁烯。在該反應(yīng)中正辛烷即為反應(yīng)溶劑。
主要參考資料
[1]辛烷．物竟化學(xué)數(shù)據(jù)庫
[2]范文林，張群星，王洪，有機(jī)溶劑正辛烷的提純方法，CN 201410208564，申請(qǐng)日2014-05-16
[3]趙震，姜桂元，李祥虎，多級(jí)孔ZMS-5/SiO2催化劑及制備方法和正辛烷催化裂解方法，CN 201310353965，申請(qǐng)日2013-08-14
[4]車春玲，一種汽油清凈分散劑的制備方法，CN 200910231152，申請(qǐng)日2009-12-10