背景及概述[1][2][3]
二丁醚又名丁醚、丁基醚、二正丁醚、氧化二丁烷。無色透明液體。能與乙醇、乙醚混溶,易溶于丙酮,不溶于水。對合成油脂、樹脂、橡膠、生物堿等有很強(qiáng)的溶解力。由正丁醇用硫酸脫水而得。二丁醚其黏度和表面張力均小于柴油,它除了可以從醇類燃料中催化脫水制作外,還可以直接從木質(zhì)纖維素中獲得,因此也被稱為第二代生物燃料。
目前已有部分關(guān)于二丁醚燃料作為替代燃料的研究,研究柴油中摻混二丁醚對于發(fā)動(dòng)機(jī)排放和噪聲的影響,結(jié)果表明,隨著二丁醚摻混比例的增加,碳煙、CO、NOx、THC 排放都顯著減少,并且由于二丁醚良好的著火性能,發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲也有所降低;研究在環(huán)境壓力為 5MPa,溫度為 800K 時(shí)在柴油中摻混二丁醚體積分?jǐn)?shù)為 10%,和 20%,對柴油噴霧特性的影響,結(jié)果表明添加二丁醚可以改善柴油的噴霧特性,另外,由于二丁醚的十六烷值較高(大于100),添加二丁醚導(dǎo)致著火延遲期顯著減小。
應(yīng)用[1-3]
正丁醚可以作為有機(jī)合成中的惰性介質(zhì)及溶劑。同時(shí)作為液態(tài)醚類,在提高柴油十六烷值的同時(shí)也可促進(jìn)柴油完全燃燒,降低尾氣煙度,是一類較理想的柴油機(jī)含氧燃料。其應(yīng)用舉例如此下:
1. 用于生物柴油。
在生物柴油中添加二丁醚可以同時(shí)減小生物柴油的密度、黏度和表面張力。添加 30%,二丁醚后,導(dǎo)致二丁醚/生物柴油混合燃料的貫穿距離相比于純生物柴油變短,且與0#柴油的貫穿距離相近; 生物柴油的噴霧錐角較小,添加二丁醚導(dǎo)致噴霧錐角增加。
生物柴油噴霧包含更多的大粒徑液滴,在生物柴油中添加二丁醚后,大粒徑液滴逐漸減少,小粒徑液滴逐漸增多;摻混二丁醚后生物柴油/二丁醚混合燃料液滴特征直徑小于純生物柴油,摻混 30%,二丁醚后液滴特征直徑小于 0#柴油, 表明摻混二丁醚可以顯著改善生物柴油的噴霧和霧化特性。
2. 制備阿托伐他汀鈣中間體。
其包括以下步驟:1)將化合物A和化合物B按重量比1∶1.5~2.0混合;2)在步驟1)得到的物料中按化合物A∶四氫呋喃∶正丁醚重量比為1∶6~10∶6~10加入四氫呋喃和正丁醚,攪拌均勻;3)在步驟2)得到的物料中加入占化合物A重量15~25%的三甲基乙酸,并在溫度94~96℃下進(jìn)行回流反應(yīng),得到化合物C;4)反應(yīng)過程中檢測化合物C的濃度,并分兩批等量加入三乙胺或叔丁胺,三乙胺的總加入量為化合物A重量的7~13%,叔丁胺的總加入量為化合物A重量的12.8~24%。本發(fā)明能夠顯著提高產(chǎn)品的轉(zhuǎn)化率,顯著降低反應(yīng)中產(chǎn)生的污染物。
3. 用于阿德福韋酯的結(jié)晶。
阿德福韋酯(adefovirdipivoxil,AD),其化學(xué)名稱為:9-{[2-[[雙(特戊酰氧基)甲氧基]磷?;鵠甲氧基]乙基}腺嘌呤,是一種口服廣譜抗病毒藥,由美國Gilead公司最初合成。阿德福韋酯為開環(huán)核苷類逆轉(zhuǎn)錄酶抑制劑,通過抑制病毒DNA聚合酶和轉(zhuǎn)錄酶,抑制病毒的轉(zhuǎn)錄和復(fù)制,對乙型肝炎病毒和艾滋病病毒等有較強(qiáng)的抑制作用。
阿德福韋酯口服吸收后迅速轉(zhuǎn)變成阿德福韋(PMEA),化學(xué)名9-(2-磷酰甲氧乙基)腺嘌呤。阿德福韋酯生物利用度較PMEA大。所述方法包括如下步驟:(1)以丙酮為溶劑,將原料阿德福韋酯溶解;(2)過濾,加入份正丁醚;(3)待溶液混合均勻后,加入阿德福韋酯晶種,恒溫;(4)保持溫度不變,滴加第二份正丁醚;(5)待正丁醚滴加完畢后,恒溫;然后降溫至30℃,再升溫至40℃,再降溫至20℃;(6)將結(jié)晶器內(nèi)的晶漿倒出進(jìn)行真空過濾,洗滌濾餅,得到阿德福韋酯潮精品;(7)將阿德福韋酯潮精品放入真空干燥箱內(nèi),干燥后冷至室溫,得所需的阿德福韋酯結(jié)晶。
制備 [4-5]
方法1:在四頸瓶中 加入 16.5 mL 正丁醇,在磁力攪拌作用下,用移液管滴加定量的濃硫酸,四口瓶一口裝上溫度計(jì),溫度計(jì)水銀球浸入液面以下,一口裝上分水器,分水器上裝上回流管,在分水器內(nèi)放置(V-1.8 mL)水,另外的口用真空玻璃塞塞緊。然后用電加熱套加熱,保持反應(yīng)微沸,回流分水,回流時(shí)溫度會(huì)慢慢升高,控制溫度不超過 135 ℃。隨著反應(yīng)的進(jìn)行,回流液經(jīng)冷凝管收集于分水器內(nèi),分液后水層沉于下層,上層有機(jī)相積至分水器支管后即可返回?zé)?。控制適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)時(shí)間和溫度。若反應(yīng)溫度過高、時(shí)間過長,反應(yīng)液就會(huì)變黑且有副反應(yīng)發(fā)生。反應(yīng)結(jié)束,待反應(yīng)液冷卻至室溫,倒入盛有 25 mL 蒸餾水的分液漏斗中,充分振蕩,靜置分層后棄去下層無機(jī)相,上層粗產(chǎn)物依次用 12.5 mL 蒸 餾水、7.5 mL 5%的氫氧化鈉溶液、7.5 mL 蒸餾水和 7.5mL飽和氯化鈣溶液洗滌,然后用 1 g 無水氯化鈣干燥。干燥后的產(chǎn)物濾入 25 mL 圓底燒瓶中,蒸餾收集 140 ℃~144 ℃。
方法2:在 Discover 配套的 100 mL 圓底瓶中,先加入3l m L 正戊醇和 4 . 5 m L 催化劑,加入磁力攪拌子,搖勻,然后把圓底瓶放入 Discover 反應(yīng)腔內(nèi),燒杯上口接分水器,再接冷凝管。開啟電腦與反應(yīng)系統(tǒng),編輯微波反應(yīng)程序并用空壓機(jī)進(jìn)行同步冷卻,開始反應(yīng)。系統(tǒng)會(huì)按設(shè)定的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行反應(yīng),并且自動(dòng)控制,電腦微控系統(tǒng)將保存下反應(yīng)的全過程,包括各項(xiàng)參數(shù)隨時(shí)間的變化關(guān)系。待反應(yīng)結(jié)束后,將 Discover 關(guān)掉,取出反應(yīng)瓶,待反應(yīng)物冷至室溫,先用 15 m L 飽和 NaC1 洗 1 次,再分別用 l5 mL 飽和 CaCl2 洗 2 次,用無水 CaCl2 干燥,然后蒸餾收集 140 ~ 144 ℃的餾分,即為產(chǎn)品。
主要參考資料
[1] 關(guān)力, 湯成龍, 楊柯, 等. 添加二丁醚對生物柴油噴霧特性的影響[J]. 燃燒科學(xué)與技術(shù), 2015 (2015 年 05): 453-457.
[2] CN201210278410.3一種制備阿托伐他汀鈣中間體的方法
[3] CN201210376249.3一種阿德福韋酯的結(jié)晶方法
[4] 正丁醚的合成
[5] 桑國翠, 戴詠川, 趙德智. 微波法合成正丁醚[J]. 當(dāng)代化工, 2005, 34(6): 375-377.