環辛烯

環辛烯，有反式環辛烯、順式環辛烯兩種同分異構體。無催化劑條件下會發生氧化反應，應該採取措施，預防靜電發生。

基本介紹

• 中文名：環辛烯
• 外文名：cis-Cyclooctene
• CAS號：931-88-4
• 密度：0.848 g/mL at 20 °C
• 熔點：−16 °C
• 沸點：32-34°C 12mmHg

基本信息

中文名稱：環辛烯

英文名稱：cis-Cyclooctene

英文別名：5-cyclooctadiene；cis-cyclo-octene；trans-cyclooctene；

CAS號：931-88-4

分子式：C₈H₁₄

分子量：110.19700

精確質量：110.11000

編號系統

CAS號：931-88-4

MDL號：MFCD00001753

EINECS號：213-245-5

BRN號：1901031

物化性質

外觀與性狀：無色液體

密度：0.848g/mLat 20°C

熔點：−16°C

沸點：32-34°C 12mmHg

閃點：77°F

折射率：n20/D 1.470

安全信息

包裝等級：III

危險類別：3.2

危險品運輸編碼：UN 3295 3/PG 3

WGK Germany：3

危險類別碼：R10

安全說明：S29-S33-S62-S16

危險品標誌：Xn

安全術語

S29Do not empty into drains。

切勿倒入下水道。

風險術語

R10Flammable。

易燃。

生態學數據

對水是稍微有害的，不要讓未稀釋或大量的產品接觸地下水，水道或者污水系統，若無政府許可，勿將材料排入周圍環境。

分子結構數據

1、摩爾折射率：36.49

2、摩爾體積（m³/mol）：135.2

3、等張比容（90.2K）：311.7

4、表面張力（dyne/cm）：28.2

5、介電常數（F/m）：2.14

6、極化率（10^-24cm³）：14.46

計算化學數據

1、疏水參數計算參考值（XlogP）：3.5

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：0

5、拓撲分子極性表面積（TPSA）：0

6、重原子數量：8

7、表面電荷：0

8、複雜度：62.1

9、同位素原子數量：0

10、確定原子立構中心數量：0

11、不確定原子立構中心數量：0

12、確定化學鍵立構中心數量：1

13、不確定化學鍵立構中心數量：0

14、共價鍵單元數量：1

性質與穩定性

常溫常壓下穩定。

貯存方法

密封保存。

合成方法

由環辛二烯選擇加氫製得。通常加入對叔丁基鄰苯二酚作穩定劑。

用途

用於制聚環辛烯橡膠。

環辛烯環氧化

烯烴雙氧水環氧化是製備環氧化物的重要方法，使用固體催化劑代替均相催化劑以解決催化劑的回收、重複使用問題是實現烯烴環氧化工藝綠色化的關鍵。2000年日本Ohtani研究小組提出了相界催化（Phase Boundary Catalysis，簡稱PBC）的概念，突破了三相反應必須在攪拌條件下進行的限制。其將具有兩親性而可處於端烴/雙氧水界面的含Ti矽膠用於無攪拌條件下的相界催化環氧化反應，室溫無攪拌條件下反應20h，環氧辛烷產率約0.3%（以雙氧水計），但催化劑使用後活性下降明顯（下降約40%）。2007年我國李燦研究小組製備了有機無機雜化的PS-Ti POSS/SBA-15催化劑，該催化劑因具有合適的親水性、親油性和較低的密度而可處於環辛烯/雙氧水界面處用於相界催化環氧化反應。研究發現提高聚苯乙烯的比例至26%可使環氧環辛烷產率提高至70%，但使用兩次後產率降為10%。

上述相界催化體系以Ti（IV）為催化活性中心，而Ti（IV）在雙氧水體系中易發生降解可能是催化劑穩定性較差的原因。對於烯烴雙氧水兩相環氧化體系，季銨磷鎢雜多酸鹽是性能優良的催化劑。我國奚祖威研究小組開發的反應控制相轉移催化體系將均相催化劑的高活性和非均相催化劑的易於回收結合起來，但催化劑仍較難方便全部回收。為解決催化劑回收問題，並同時考慮到環氧化反應在油相中有利的特點，可選擇親油性的聚苯乙烯樹脂（PS）為載體進行催化劑的接枝。章亞東研究小組早期曾使用PS接枝不同Mo（VI）絡合物為催化劑用於催化環己烯與t-BuOOH的反應，具有高活性和高選擇性，但用於雙氧水體系則活性、選擇性明顯不足。Jacobs研究小組用Amberlite IRA-900樹脂固定磷鎢雜多酸鹽用於均相環辛烯雙氧水環氧化反應，環辛烯轉化率和環氧環辛烷選擇性分別可達85%和95%，但催化劑不適用於油水兩相體系。

鑒於磷鎢雜多化合物分子結構獨特，鎢原子價態穩定，且對於烯烴/雙氧水環氧化反應具有優良催化活性，本文以具有良好親油性的PS為載體，設計並製備出一系列具有不同烷基鏈長的季銨磷鎢雜多酸鹽催化劑，用於無攪拌條件下環辛烯/雙氧水的環氧化反應。研究證實具有長直碳鏈結構的催化劑可處於環辛烯雙氧水界面處，可在無攪拌條件下催化環氧化反應。催化劑性能穩定，至少重複使用5次未見活性有明顯下降。

實驗

1、原料

氯甲基化聚苯乙烯-二乙烯苯交聯樹脂（氯球），w（Cl）=13.5%，交聯度7%；環辛烯，w（COE） = 95%；雙氧水，工業品。其餘試劑均為市售分析純試劑。

2、分析方法

紅外表征在Nicolet IR-200 型傅立葉變換紅外光譜儀上進行；催化劑的XPS 分析使用PH I-702型多功能X射線光電子能譜儀測定；催化劑鎢含量按照文獻制樣後使用Thermo Electron IRIS 1000型ICP-AES測定；使用NOVA 4200e型比表面積及空隙度分析儀進行孔容、孔徑和比表面積分析。對環氧化產品使用TRACE-DSQ-THERMO-FISHER氣-質聯用儀定性；使用科創GC9800型氣相色譜儀定量，色譜柱：SE-54 30m×1mm；汽化室：280℃；FID 檢測器：280℃；程式升溫：115℃保溫5 min，20℃⋅min⁻¹升至275℃保溫5 min。

相界相轉移催化的條件

環辛烯雙氧水的相界相轉移催化環氧化反應可以在無攪拌、常溫條件下進行，實現了反應的綠色化。要實現相界相轉移催化，則催化劑必須同時具有以下條件：

1）催化劑具有相轉移功能。對油水不互溶體系，為獲得較快的反應速度，催化劑應該具有相轉移功能。

2）催化劑具有催化環氧化功能。催化劑必須具有催化環氧化功能反應才能進行。本體系使用的是以鎢為活性中心的磷鎢雜多酸鹽，具有良好的催化環氧化功能。

3）催化劑在靜置時處於油水界面處。在靜置條件下固體催化劑要同時與兩相接觸，則必須處於界面處。催化劑只有具有合適的親油性、親水性和合適的密度，使得催化劑所受重力、浮力和水-油-固界面張力相平衡時，才可以穩定於液液界面處。關於相界相轉移催化的理論研究正在進行中。

結論

（1） 以PS 為載體製備PS接枝N，N-二甲基十二烷基季銨磷鎢雜多酸鹽催化劑（D），該催化劑可以處於環辛烯和雙氧水界面處催化反應進行，據此提出了相界相轉移催化（PBPTC）的概念，並討論了其實現條件。

（2） 在催化劑D 0.2g、雙氧水與環辛烯摩爾比為1.2：1.0、無攪拌、常溫條件下靜置8d，環氧環辛烷的產率可達99%以上，催化劑可以方便回收、重複使用，使用活性未見明顯下降，實現了環辛烯雙氧水環氧化反應的綠色化。提高反應溫度、雙氧水濃度、雙氧水與環辛烯的摩爾比或在攪拌條件下進行均可提高反應速度。