南开大学科技成果——1,3-环戊二酮的工业化生产技术

抗爆剂的研究摘要：阐述了国内外汽油杭爆剂的研究进展及其现状,介绍了现有抗爆剂的爆震机理以及汽油抗爆剂的各种分类。

并对提高辛烷值和抗爆剂的发展提出建议。

关键词：抗爆剂；发展概况；辛烷值；引言爆震是在正常火焰到达之前,离火花塞较远的气体的自燃和爆炸，当汽油辛烷值达不到标准时会引起爆震,不但会损害汽车发动机,同时也将增加耗油量和汽车尾气污染物的排放【1】。

自从1882MaIard 等人发现爆震现象以来，为了提高发动机的效率和输出功率,人们通过向燃料中添加某种物质防止爆震。

[2]从而引出了汽油抗爆剂，汽油抗爆剂是能够提高汽油辛烷值阻止或降低爆震的一类油品添加剂,它在汽油中的应用很广泛。

1．抗爆剂的发展1.1国外抗爆剂的发展在通过发动机方面来解决爆震没有突破后，科学家们把方向转向燃料，发现汽油质量越重爆震现象越严重。

1912 年,凯特林和米奇里开始研究爆震的消除,他们猜测向燃料中添加某种物质可能会防止爆震，依此没有理论根据的猜测,他们进行了很多盲目的探索实验，这揭开了抗爆剂发展的序幕，1 9 1 6 年发现碘是抗爆剂，万能溶剂SeOCI可减少爆震,通过元素周期表，凯特林对Se 周围元素的化合物进行测试发现Pb、Bi 、Sb 的化合物有较好的抗爆效果,其中铅化合物的抗爆效果最佳,1921年发现了PbEt4，1923 一1959 年它一直是占绝对优势的抗爆剂,此期尽管作了许多努力,试图找到抗爆性和经济性都较好的抗爆剂,但在所测试的物质中未有哪种物质能与铅化合物相媲美，20-30年代曾出售过二茂铁,五羰基铁,因发动机磨损严重,火花塞短路及其化合物的光解而夭折,氧化铁的熔点温度和气缸内燃烧温度相近,易粘结，二战中美国曾用苯胺和醇作抗爆剂，1960年四乙基铅开始生产使用。

【2】由于四乙基铅毒性大，污染面广，而且铅能损坏催化式净化器，使催化器中的贵金属催化剂中毒，降低催化剂的使用寿命。

为防止铅污染自1975 年开始日本和美国率先在汽油中进行限铅和禁铅工作，目前西方发达国家基本已经已淘汰了含铅抗爆剂。

2-乙基-1,3-环戊二酮，化学式为C8H14O2，是一种重要的有机化合物，常用于药物和染料的合成中。

其合成方法有多种，以下将介绍一种常用的合成路线。

一、合成路线1. 将丙酮和乙酸酐加入反应瓶中，并加入少量的无水氯化钠。

待固体完全溶解后，将溶液冷却至0℃左右。

2. 将2-氧代丙基溴化镁溶液缓慢滴加到上述溶液中，同时搅拌。

反应后的混合物再加入少量氢氧化钠溶液中和饱和食盐水，然后用二甲基甲酰胺萃取。

3. 将得到的二甲基甲酰胺萃取液进行蒸馏，收集出馏分，将得到的产物冷却结晶即可得到2-乙基-1,3-环戊二酮。

二、实验步骤及注意事项1. 反应过程中要控制温度，避免温度过高或过低，以保证反应的进行和产率的提高。

2. 在添加溴化镁时，应缓慢滴加，并注意控制反应速率，避免产生过多的副反应。

3. 在进行萃取和蒸馏过程中，要注意操作规程，确保产物的纯度和收率。

三、合成反应机理该合成路线是通过丙酮和乙酸酐的缩合反应得到2-乙基-1,3-环戊二酮的。

具体反应机理如下：1. 丙酮和乙酸酐发生缩合反应，生成β-羟基酸酐。

β-羟基酸酐与溴化镁反应，生成烯醇镁盐。

在酸性条件下，烯醇镁盐发生环化反应，生成2-乙基-1,3-环戊二酮。

四、合成产物的应用2-乙基-1,3-环戊二酮作为一种有机化合物，具有广泛的应用价值。

它可以作为药物合成的中间体，在医药领域有重要的应用。

它还可以用于染料的合成，对染料的颜色和光泽具有显著的影响。

2-乙基-1,3-环戊二酮在医药和化工领域有着广阔的市场前景。

2-乙基-1,3-环戊二酮的合成对于有机合成化学家具有重要的指导意义。

精确掌握其合成路线和实验操作技巧，将有利于提高产物的收率和纯度，促进相关领域的研究和应用。

对于合成产物的应用有了更深入的了解，将有助于拓展其在医药和化工领域的新用途。

2-乙基-1,3-环戊二酮的合成路线是有机合成领域的重要研究内容。

在这一合成过程中，实验者需要严格控制温度、反应速率和操作规程，以确保产物的纯度和收率。

南开大学科技成果——高选择性吸附树脂生产及其应用技术吸附树脂是一类多孔性的高分子合成材料，由于合成过程中单体、交联剂、致孔剂等结构的变化以及合成控制方法的不同，使得吸附树脂的孔结构可有目的的调控，可以适应很多方面的应用要求。

南开大学形成了可对吸附树脂的结构进行设计及合成高选择性吸附树脂生产的产业化技术和应用技术：1.天然植物有效成分及单体分离纯化产业化技术在树脂骨架上引入特殊的功能基团，对天然植物中不同结构的有效成分具有高的吸附选择性。

用于黄酮类、生物碱类、皂甙类、内酯类、多酚类等提取和纯化。

已工业化的有银杏叶黄酮、甜菊糖、人参皂甙、三七皂甙、长春碱等提取技术。

建立了银杏叶提取物中黄酮和内酯的树脂法分离工艺，并进了银杏内酯冻干粉针剂的开发；分离了汉防己总生物碱中的两种单体生物碱－汉防己甲素和汉防己乙素，开发了汉防己甲素冻干粉针剂，并已取得国家食品药品监督管理局颁发的生产批件。

2.中药提取物农药残留及重金属的去除技术改变了树脂的传统致孔方法，合成了一类孔径较小且均匀的纳米级孔结构吸附树脂，既保持传统吸附树脂高吸附容量，又具备按照分子尺寸进行精确筛分的能力，用于分子尺寸较大的天然产物有效成分中分子较小的农药或重金属去除。

3.抗生素、维生素中间体的纯化技术合成的高孔隙率、孔径均匀的高比表面聚苯乙烯吸附树脂，明显改善了树脂的传质性能，吸附速度比现有的商品化树脂提高2-3倍，解吸率高于90%，树脂寿命大大延长。

技术优点：纯化工艺简单、高效、环境友好，避免了大量有毒、低沸点有机溶剂的使用。

4.新型脱色树脂技术通过树脂孔结构、骨架结构、脱色基团等的调控，合成了一类脱色容量大、再生容易的新型脱色树脂，效果良好。

用于天然产物提取、抗生素、维生素等生产。

5.载体树脂（固定化酶载体树脂、纳米簇金属催化剂载体树脂）生产技术通过致孔剂、聚合单体、交联剂的调控，合成了一类高环氧基含量、高使用强度的固定化酶载体树脂。

该技术的树脂生产成本远低于国外进口树脂。

专利名称：4,4’-联-1,3-二氧戊环-2,2’-二酮的合成方法专利类型：发明专利
发明人：闫彩桥,葛建民,王军,郝俊,张民,武利斌,侯荣雪
申请号：CN201910367828.3
申请日：20190505
公开号：CN111892569A
公开日：
20201106
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：4,4’‑联‑1,3‑二氧戊环‑2,2’‑二酮的合成方法，属于电池电解液添加剂的技术领域，在氩气气氛下将咪唑、四氢呋喃加入到反应器中，冷却降温至‑5～5℃，开始滴加光气，0.5‑1h滴毕，之后在‑8～‑15℃温度下，将该混合物滴加到丁四醇的四氢呋喃溶液中，1‑1.5h滴毕，保温搅拌
0.5‑2h，并真空除去溶剂，得到残余物；将残余物溶于二氯甲烷中，并用冷水洗涤，干燥后浓缩得到4,4’‑联‑1,3‑二氧戊环‑2,2’‑二酮粗品，将粗品进行提纯得到精制的4,4’‑联‑1,3‑二氧戊环‑2,2’‑二酮。

本发明所用原材料廉价易得，合成方法简便易操作，能耗低，反应时间短，反应条件温和稳定，产品收率高，可达94％以上。

申请人：石家庄圣泰化工有限公司
地址：051430 河北省石家庄市窦妪工业区
国籍：CN
代理机构：石家庄元汇专利代理事务所(特殊普通合伙)
代理人：李彤晓
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2-甲基-1,3-环戊二酮的合成
赵绪亮;毕玉遂;梁玲
【期刊名称】《山东化工》
【年(卷),期】2008(37)12
【摘要】以丁二酸和丙酰氯为原料,无水AlCl3为催化剂,合成2-甲基-1,3-环戊二酮,并对工艺条件进行了优化.最佳条件为:在氮气作用下,n(丁二酸):n(丙酰氯):n(氯化铝)=1:3:3,反应温度100℃,回流时间2h,产品收率为58.9%.用红外光谱确定了产品结构.
【总页数】3页(P15-17)
【作者】赵绪亮;毕玉遂;梁玲
【作者单位】山东理工大学,化工学院,山东,淄博,255049;山东理工大学,化工学院,山东,淄博,255049;山东理工大学,化工学院,山东,淄博,255049
【正文语种】中文
【中图分类】O624.42;TQ234.2
【相关文献】
1.(2S,4R)-2-(溴甲基)-2-(2,4-二氯苯基)-1,3-二氧环戊环-4-甲基苯甲酸酯的合成及晶体结构 [J], 裘雅渔;李巧玲;姚彤炜
2.KF/Al2O3催化合成3-(4-苯基-1,3-二硫戊环-2-亚甲基)-2,4-戊二酮 [J], 李恩博
3.3-(4-苯基-1,3-二硫戊环-2-亚甲基)-2,4-戊二酮的合成及其与芳醛的缩合反应[J], 王艳茹;于海丰;李晓芳;刘群
4.4-[4-甲基-2-(1H-1,2,4-三唑-1-基-甲基)-1,3-二氧戊环-2-基]-苯基-2-氯苯基醚的合成与生物活性研究 [J], 时建刚;杨秀英;许良忠
5.1-[2-(2,4-二氯苯基)-4-烃氧基甲基-1,3-二氧戊环-2-基]甲基-1H-1,2,4-三氮唑类化合物的合成及杀菌活性研究 [J], 林世清;杨春龙;杨红;倪珏萍;张湘宁
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南开大学科技成果——金属催化亚胺与一氧化碳共聚法合成多肽类材料一、成果与项目的背景及主要用途一种在金属催化下亚胺与一氧化碳共聚合成多肽类聚合物材料的新的、简捷的方法，不用氨基酸为原料，以廉价的亚胺和一氧化碳为单体，在金属催化下发生交替共聚，直接生成多肽，从而使合成多肽的成本大大降低。

这一途径将可以避免繁杂的合成和活化氨基酸的步骤，使得多肽的合成和传统的方法(如开环聚合反应法)相比，被大大地简化。

所得到的多肽类材料，在生物医学材料和制药等领域具有重要用途。

二、技术原理与工艺流程简介该方法是在高压釜中，以1，4-二氧六环为溶剂，在800psi压力的CO、50℃油浴以及在催化剂作用下，亚胺与CO共聚得到产物多肽。

采用一种简单的金属钴化合物作催化剂，能有效地催化亚胺和一氧化碳的交替共聚，得到高分子量和低分散度的多肽类聚合物。

方法简捷。

三、技术水平本项目得到国家自然科学基金资助，是一项具有原始创新性的科研成果，已申请2项中国专利（申请号200610129890.1，200710195204.5）和国际专利（申请号PCT/CN2007/003465），还将对后续发现及时申请专利保护，因此将拥有该技术的全部知识产权。

成果发表在化学刊物Angew.Chem.，已受到学术界和一些国外公司的关注。

四、应用前景分析及效益预测应用行业：生物医学材料、制药、功能材料。

该项目所提供的新型多肽类化合物，已经能够为生物医学工程领域提供一类新的重要的可供选择的材料。

从长远来看，开发出多个新的有效的催化剂体系，实现更多类亚胺与一氧化碳的共聚，最终使该方法成为一种广泛有效的多肽的合成方法，将具有重大的社会和经济效益。

五、应用领域及能为产业解决的关键技术作为新的生物医学材料可能具有更好的生物兼容性，因而代替现有材料用于人工血管等方面。

此外，还可被用作药物的糖衣以及具有药物缓释等功能。

如能实现一般肽类的合成，其低廉的成本将有潜力替代用任何其它合成方法得到的该类产品。

1、成果名称：单壁碳纳米管和石墨烯的制备及其在能源、光电器件和复合材料等方面的应用成果简介：本项目发明了一类新的催化剂和大量制备SWNTs的方法，实现了高质量单壁碳纳米管的宏量制备，纯度达70%以上，并达到了产业化规模（达200公斤/年以上）。

采用机械共混及"原位"聚合等方法，使SWNTs有效地分散于高分子基质中，获得了以环氧树脂、ABS及聚氨酯等为基质材料，电导率达0.2 S/cm、导电临界含量仅为0.06%、电磁屏蔽效果高达49dB的复合材料。

市场前景：本项目首先发展了一种可大量制备的可溶性功能化石墨烯（SPFGraphene）的方法，实现了石墨烯的百克级制备。

通过透射电子显微镜及原子力显微镜确定了石墨烯的二维平面结构。

获得了可溶性石墨烯材料及柔性透明导电薄膜；制备了基于石墨烯的高稳定性有机光伏电池及复合材料。

本项目研究获得了国家863纳米专项、重大科学研究计划（973）、国家自然科学基金、教育部博士点基金和天津市重点基金等项目的支持，并获得2010年天津市自然科学一等奖。

相关发明专利：ZL 200410019624.4 单壁碳纳米管的电弧合成方法ZL 200510015495.6 一种电弧法合成可控单壁碳纳米管的方法ZL200910067709.2 基于石墨烯的通用裂纹修复方法ZL200810152470.4 以单层石墨材料为电极材料的超级电容器CN200910067708.8 石墨烯与碳纤维复合材料及其制备方法CN200910067706.9 石墨烯-有机材料层状组装膜及其制备方法CN200910067707.3 基于石墨烯的导电碳膜及制备方法和应用CN200910067711.X 石墨烯-无机材料复合多层薄膜及其制备方法2、成果名称：ALSS壳聚糖吸附剂净化血液治疗肝病成果简介：血液中胆红素是血红蛋白的代谢产物，当人体内胆红素特别是未结合的胆红素含量过高时，会对人体产生毒害作用并出现黄疸。