一种烷基取代多环生物质高密度航空燃料及制备方法技术

一种烷基取代多环生物质高密度航空燃料及制备方法，环戊酮在碱性条件下和碳酸二甲酯发生羟醛缩合‑甲酯化反应，得到具有双五元环的1,3‑二羰基化合物1；化合物1和卤代烷及环烯酮通过两步一锅的solvent‑free亲核取代/迈克加成‑水解脱羧反应，合成了HDO前体化合物；利用Pd/C催化剂，在高温高压下通过HDO反应，得到了一系列具有烷基取代的多环高密度液体碳氢燃料化合物。本发明专利技术的合成路线反应简单，条件温和，产率高，底物范围广，合成的燃料具有较高的密度、体积热值和较低的凝固点，可以应用于各类飞行器中或者作为添加剂提高航空燃料的飞行性能。

【技术实现步骤摘要】
一种烷基取代多环生物质高密度航空燃料及制备方法
本专利技术属于航空航天领域，涉及一类烷基取代多环高密度航空燃料的合成，具体涉及一种烷基取代多环生物质高密度航空燃料及制备方法，可广泛应用于航空航天领域。
技术介绍
近年来，随着化石能源的逐渐枯竭以及温室效应的不断加剧，为保护环境和实现人类社会的可持续发展，从可再生资源尤其是生物质资源制备液体碳氢燃料日益受到人们的重视。生物质是由多种复杂的天然高分子有机物组成的复合体，是唯一一种含有碳氢元素且可转化为燃料的可再生资源。生物质资源的可再生性、环境友好性等优点表明生物质资源是石油的理想替代品或补充品。另一方面，以农作物秸秆和林业废弃物为代表的木质纤维素是自然界中广泛存在的可再生资源，可以通过发酵、水解、热解、气化等方式转化为一系列小分子化学品，然后经费托合成或者催化加氢脱氧等方法转化为液态碳氢燃料。因此，开发由生物质资源制取液体碳氢燃料特别是高密度燃料的技术，对缓解石油资源危机，减少大气中CO2浓度及提高生物质资源高值化利用都具有重要意义。目前国际上普遍利用的航空煤油一般是由原油经精馏、裂解、重本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种烷基取代多环生物质高密度航空燃料制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n1)环戊酮在碱性条件下和碳酸二甲酯发生羟醛缩合-甲酯化反应，得到具有双五元环的1,3-二羰基化合物1；/n2)在solvent-free条件下，具有双五元环的1,3-二羰基化合物1、卤代烷及环烯酮在碱及PTC催化剂催化下发生亲核取代或者迈克加成反应，得到加成产物；向加成产物中加入溶剂和碱，通过水解脱羧反应，得到HDO前体化合物；/n3)利用Pd/C催化剂，在高温高压下通过HDO反应，得到烷基取代多环生物质高密度航空燃料。/n

【技术特征摘要】
1.一种烷基取代多环生物质高密度航空燃料制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)环戊酮在碱性条件下和碳酸二甲酯发生羟醛缩合-甲酯化反应，得到具有双五元环的1,3-二羰基化合物1；
2)在solvent-free条件下，具有双五元环的1,3-二羰基化合物1、卤代烷及环烯酮在碱及PTC催化剂催化下发生亲核取代或者迈克加成反应，得到加成产物；向加成产物中加入溶剂和碱，通过水解脱羧反应，得到HDO前体化合物；
3)利用Pd/C催化剂，在高温高压下通过HDO反应，得到烷基取代多环生物质高密度航空燃料。


2.根据权利要求1所述的一种烷基取代多环生物质高密度航空燃料制备方法，其特征在于，步骤1)的具体过程为：按碱：环戊酮：碳酸二甲酯的摩尔比为1～3：1：1～3，将碱、环戊酮和碳酸二甲酯加入到反应器中，然后加入溶剂，在80～120℃下反应1～12h，得到1,3-二羰基化合物1。


3.根据权利要求2所述的一种烷基取代多环生物质高密度航空燃料制备方法，其特征在于，碱为无机碱和有机碱中的一种；反应溶剂为甲苯；环烯酮为环戊烯酮、环己烯酮或环庚烯酮。


4.根据权利要求3所述的一种烷基取代多环生物质高密度航空燃料制备方法，其特征在于，无机碱为NaH或KH，有机碱为正丁基锂、LDA与LiHMDS中的一种。


5.根据权利要求1所述的一种烷基取代多环生物质高密度航空燃料制备方法，其特征在于，步骤2)的具体过程为：
按1,3-二羰基化合物1：碱：卤代烷摩尔比为1：1：1～1.5，将1,3-二羰基化合物1、碱以及卤代烷加入到反应器中，在50～90℃下反应0.5～24h，得到加成产物；或者按1,3-二羰基化合物1：碱：PTC：环烯酮摩尔比为1：0.01～0.1：0.01～0.1：1，将1,3-二羰基化合物1、PTC、碱及环烯酮加入到反应器中，在室温下反应5～60min，得到加成产物；
然...

【专利技术属性】
技术研发人员：王洪，李占超，王一卓，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61