本发明专利技术提供一种四氢环戊二烯四聚体的合成方法，以环戊二烯为起始原料，加入反应溶剂，通过Diels－Alder加成和催化加氢还原两步反应合成，产物为四氢环戊二烯四聚体。包括以下工序：将环戊二烯与反应溶剂混合后加入高压反应釜中，充氮气，在170℃~230℃条件下反应8~24h；向上述反应体系中加入加氢催化剂，氢气压力1MPa~4MPa，反应温度110℃~170℃，反应时间5~15h。本发明专利技术的优点在于：合成方法简单，Diels－Alder反应和加氢还原反应可在同一反应体系内进行；原材料环戊二烯为廉价的乙烯工业副产品，来源广泛。收率高。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供一种，以环戊二烯为起始原料，加入反应溶剂，通过Diels－Alder加成和催化加氢还原两步反应合成，产物为四氢环戊二烯四聚体。包括以下工序：将环戊二烯与反应溶剂混合后加入高压反应釜中，充氮气，在170℃~230℃条件下反应8~24h；向上述反应体系中加入加氢催化剂，氢气压力1MPa~4MPa，反应温度110℃~170℃，反应时间5~15h。本专利技术的优点在于：合成方法简单，Diels－Alder反应和加氢还原反应可在同一反应体系内进行；原材料环戊二烯为廉价的乙烯工业副产品，来源广泛。收率高。【专利说明】
本专利技术涉及一种新型高密度碳氢燃料及其合成方法，属于高密度碳氢燃料制备技术。
技术介绍
随着现代航空航天技术的发展，各种飞行器的航程、航速、有效载荷等一系列飞行性能有了极大的提高，这就要求其所使用的燃料具有更加优良的推进能力。高密度碳氢燃料比一般碳氢燃料具有更大的质量密度和体积热值，在发动机燃料箱容积一定的情况下，燃料密度越大，则可携带的燃料越多，有效增加了所携带的能量，满足了飞行器高航速、大载荷和远射程的要求；或在保持飞行器性能不变的情况下，使用高密度碳氢燃料可以减小燃料箱的体积，使飞行器小型化、轻量化，提高其机动性和突防能力。环戊二烯多聚体化合物为常见的高密度碳氢燃料，该类燃料密度随着环戊二烯环数的增加而增大，文献(含能材料，2009，157-160)报道四氢环戊二烯四聚体的密度高达1.043g/cm3，43.1MJ/L，密度和热值较挂式四氢双环戊二烯(JP-10，密度0.934g/cm3,热值39.3MJ/L)分别提高了 10.9%和9.2%，可见四氢环戊二烯四聚体具有极高的密度和体积热值，可为飞行器提供更多的推进能量，但是该类化合物的具体合成方法还未见公开报道。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种合成方法简单、制备成本低的高密度碳氢燃料。 本专利技术的技术方案是:环戍二烯为起始原料，加入反应溶剂，通过Diels — Aider加成和催化加氢还原两步反应合成，产物为四氢环戊二烯四聚体。 本专利技术包括以下工序，A)Diels — Aider加成反应:将环戍二烯与反应溶剂混合后加入高压反应釜中，充氮气至IMPa?5MPa，在170°C?230°C条件下反应8?24h ;B)催化加氢还原反应:向上述反应体系中加入加氢催化剂，氢气压力IMPalMpa，反应温度110°C ^170°C,反应时间5?15h，其中加氢催化剂与环戊二烯的质量比为1:5?1:30。 本专利技术反应溶剂为饱和烷烃:正戊烷、正己烷、正辛烷、环己烷、甲基环己烷中的一种或几种。 本专利技术所述催化加氢还原反应中加氢催化剂为钯碳加氢催化剂或者雷尼镍加氢催化剂。 本专利技术加氢催化剂与环戊二烯的质量比优选1: l(Tl:20。 本专利技术第一步环戍二烯在高温进行Diels — Aider加成反应；第二步,将上述产物进行催化氢化，蒸馏除去溶剂，冷却析出白色固体，将固体产物重结晶得到四氢环戊二烯四聚体。 本专利技术的优点在于:(1).合成方法简单，Diels — Aider反应和加氢还原反应可在同一反应体系内进行；(2).原材料环戊二烯为廉价的乙烯工业副产品，来源广泛；(3).收率高。 具体实施方案 实施例1:取10g环戊二烯溶于200g正己烷加入高压反应釜，用氮气置换釜内空气三次后充氮气至IMpa，在搅拌500转/分，温度180°c的条件下反应8h后停止反应降至室温，将10g5%钯含量(质量分数)的钯碳加氢催化剂加入上述反应体系，通氮气置换釜内空气三次，开动搅拌750转/分，在氢气压力为IMPa，温度160°C的条件下加氢反应12小时，将上述反应物过滤除去催化剂，蒸馏除去溶剂正己烷，冷却析出白色固体，用乙醇重结晶得31g四氢环戊二烯四聚体。 实施例2:取10g环戊二烯溶于35g环己烷加入高压反应釜，用氮气置换釜内空气三次后充氮气至2Mpa，在搅拌500转/分，温度200°C的条件下反应12h后停止反应降至室温，将15g5%钯含量(质量分数)的钯碳加氢催化剂加入上述反应物，通氮气置换釜内空气三次，开动搅拌750转/分，在氢气压力为2MPa，温度150°C的条件下加氢反应15小时，将上述反应物过滤除去催化剂，蒸馏除去溶剂环己烷，冷却析出白色固体，用乙醇重结晶得33g四氢环戊二烯四聚体。 实施例3:取10g环戊二烯溶于10g正戊烷加入高压反应釜，用氮气置换釜内空气三次后充氮气至4Mpa，在搅拌500转/分，温度230°C的条件下反应15h后停止反应降至室温，将5gl0%钯含量(质量分数)的钯碳加氢催化剂加入上述反应物，通氮气置换釜内空气三次，开动搅拌750转/分，在氢气压力为4MPa，温度170°C的条件下加氢反应5小时，将上述反应物过滤除去催化剂，蒸馏除去溶剂正戊烷，冷却析出白色固体，用乙醇重结晶得38g四氢环戊二烯四聚体。 实施例4:取10g环戊二烯溶于150g正辛烷加入高压反应釜，用氮气置换釜内空气三次后充氮气至2Mpa，开动搅拌500转/分，温度为210°C的条件下反应24h后停止反应降至室温，将20g雷尼镍加氢催化剂加入上述反应物，密封反应釜，通氮气置换釜内空气三次，开动搅拌750转/分，在氢气压力为2MPa，温度160°C的条件下加氢反应10小时，将上述反应物过滤除去催化剂，蒸馏除去溶剂正辛烷，冷却析出白色固体，用乙醇重结晶得42g四氢环戊二烯四聚体。 实施例5:取10g环戊二烯溶于10g正己烷加入高压反应釜，用氮气置换釜内空气三次后充氮气至3Mpa，在搅拌500转/分，温度170°C的条件下反应8h后停止反应降至室温，将1g雷尼镍加氢催化剂加入上述反应物，密封反应釜，通氮气置换釜内空气三次，开动搅拌750转/分，在氢气压力为3MPa，温度110°C的条件下加氢反应15小时，将上述反应物过滤除去催化剂，蒸馏除去溶剂正己烷，冷却析出白色固体，用乙醇重结晶得23g四氢环戊二烯四聚体。【权利要求】1.一种，其特征在于:环戊二烯为起始原料，加入反应溶剂，通过Diels — Aider加成和催化加氢还原两步反应合成,产物为四氢环戊二烯四聚体。2.根据权利要求1所述，其特征在于包括以下工序:A)Diels - Aider加成反应:将环戊二烯与反应溶剂混合后加入高压反应釜中，充氮气至IMPa?5MPa，在170°C?230°C条件下反应8?24h ;B)催化加氢还原反应:向上述反应体系中加入加氢催化剂，氢气压力IMPalMpa，反应温度110°C?170°C，反应时间5?15h，其中加氢催化剂与环戊二烯的质量比为1:5?1:30。3.根据权利要求1或2所述，其特征在于:反应溶剂为饱和烷烃:正戊烷、正己烷、正辛烷、环己烷、甲基环己烷中的一种或几种。4.根据权利要求1或2所述，其特征在于:所述的催化加氢还原反应中加氢催化剂为钯碳加氢催化剂或者雷尼镍加氢催化剂。5.根据权利要求1或2所述，其特征在于:加氢催化剂与环戊二烯的质量比为l:l(Tl:20。【文档编号】C07C5/03GK104230631SQ201310231820【公开日】2014年12月24日 申请日期:2013年6月1本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种四氢环戊二烯四聚体的合成方法，其特征在于：环戊二烯为起始原料，加入反应溶剂，通过Diels－Alder加成和催化加氢还原两步反应合成，产物为四氢环戊二烯四聚体。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：邱贤平，韦伟，陈克海，鲁统洁，金凤，
申请(专利权)人：湖北航天化学技术研究所，
类型：发明
国别省市：湖北;42
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。