包括环六金刚烷的组合物制造技术

公开的是包括这里称作环绕（ｐｅｒｉ－）缩合六金刚烷、全缩合六金刚烷和环六金刚烷的Ｃ＃－［２６］Ｈ＃－［３０］六金刚烷的组合物。这些富集了环六金刚烷的组合物包括至少约５ｗｔ％的环六金刚烷，基于组合物的总重量。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术的背景本专利技术的领域本专利技术的实施方案涉及包括这里称作“环六金刚烷”(cyclohexamantane)的C26H30六金刚烷的新型组合物。参考文献下列出版物和专利在本申请中作为上标数字来引用1Lin等人，Natural Occurrence of Tetramantane(C22H28)，Pentamantane(C26H32)and Hexamantane(C30H36)in a DeepPetroleum Reservoir，Fuel，74，(10)1512-1521(1995)。2Alexander等人，Purification of Hydrocarbonaceous Fractions，美国专利No.4,952,748，1990年8月28日授权。3McKerVey，Synthetic Approaches to Large DiamondoidHydrocarbons，Tetrahedron，36，971-992(1980)。4Wu等人，High Viscosity Index Lubricant Fluid，美国专利No.5,306,851，1994年4月26日授权。5Chung等人，Recent DeVelopment in High-Energy DensityLiquid Fuels，Energy and Fuels，13，641-649(1999)。6Sandia National Laboratories(2000)，World’s First DiamondMicromachines Created at Sandia，Press Release，(2/22/2000)www.Sandia.goV。7Balaban等人，Systematic Classification and Nomenclature ofDiamond Hydrocarbons-1，Tetrahedron，34，3599-3609，(1978)。8Chen等人，Isolation of High Purity Diamondoid Fractions andComponents，美国专利No.5,414,189，1995年5月9日授权。所有上述出版物和专利以它们的全部内容被引入这里供参考，就象各个出版物或专利特定地和一个一个单独地被指定以其全部内容被引入这里供参考。现有技术的状态六金刚烷是桥连环环烷烃。它们是金刚烷(三环癸烷)或C10H16的六聚物，其中各金刚烷单元是面稠合的。该化合物具有“金刚形烃”(diamondoid)拓扑结构，这是指它们的碳原子排列是可叠加在金刚石型晶格的片段上(附图说明图1)。六金刚烷具有六个“金刚石晶体单元”，可以假设，有三十九种可能的六金刚烷结构。在它们之中，三十九中的二十八种具化学计量通式C30H36(分子量396道尔顿)，而且这些当中，六种是对称的，没有对映异构体。三十九种六金刚烷当中的十种具有化学计量通式C29H34(分子量382道尔顿)。剩余的六金刚烷(图2和3)是完全缩合的，具有化学计量通式C26H30(分子量342道尔顿)，并且包括这一六金刚烷的组合物是本专利技术的实施方案的主题。极少的出版物涉及通常的六金刚烷，尤其环六金刚烷。六金刚烷化合物还没有人工合成，并且这些化合物最近被认为仅仅在理论上存在。1，7从事研究的化学工作者主要针对低级金刚形烃如金刚烷，二金刚烷和三金刚烷的物理和化学性质之间的相互影响进行研究。金刚烷和二金刚烷，例如，已经过研究阐明了在碳阳离子和基团中的结构-活性关系。3加工工程师已经致力于从烃气料流中分出低级金刚形烃。低级金刚形烃通过在管道和相关加工设备的其它部分中固化而在天然气的生产过程中引起诸多问题。文献含有有关六金刚烷的实际应用的少量信息。这一事实可能归因于在它们的离析中遇到的极度困难和归因于失败的合成尝试。Lin和Wilk，例如，讨论了五金刚烷在气体凝析物中的可能存在和进一步假设六金刚烷也可能存在。1该研究人员基于质谱碎裂方式来假定这些化合物的存在。然而，他们没有报导单种五金刚烷或六金刚烷的离析。他们也不能在他们的光谱分析中分离非电离的组分。McKervey等人讨论了反(anti)-四金刚烷的极低收率的合成方法。3该程序包括复杂起始原料和使用激烈的反应条件(例如，在铂上气相，在360℃下)。虽然四金刚烷的一种异构体，即反-四金刚烷，已经通过双同系化反应(double homologation)路线合成了，但是这些合成是相当复杂的反应，在气相中有大的有机分子并且无法实现其它四金刚烷的成功合成。根据同系化反应路线使用优选的环起始原料的类似尝试同样无法合成五金刚烷。同样地，可用于合成三金刚烷和低级金刚形烃的使用路易斯酸催化剂的碳阳离子重排路线的尝试也没有成功合成四金刚烷或五金刚烷。合成六金刚烷的尝试也失败。在这些性能当中，金刚形烃迄今具有那些具备它们的分子式的所有可能烃类的最热力学稳定的结构，归因于以下事实金刚形烃具有与金刚石一样的内部“晶格”结构。已经确定的是，金刚石类显示极高的拉伸强度，极低的化学反应性，大于三氧化铝(矾土，或Al2O3)的电阻率，优良的热导率，低的摩擦系数，和高的X射线透射率。另外，基于理论方面的考虑，环六金刚烷具有在纳米范围内的尺寸和，鉴于以上指出的性能，专利技术人设想此类化合物可用于微电子和分子电子和纳米技术应用中。尤其，由这些分子所显示出的刚性，强度，稳定性，结构形式的多样性和多重连接位点使得有可能以纳米尺寸来精确地构造坚固的、耐久的精密装置。各种六金刚烷是显示了不同的金刚石型晶格排列的三维纳米尺寸的单元。这转译成了三十九种六金刚烷类的各种刚性形状和尺寸。例如，六金刚烷是棒形，六金刚烷具有“T”形结构而是“L”形，以及是扁平的，有四个叶突。的两种对映异构体具有左右手螺旋形结构。环六金刚烷(六金刚烷)是圆盘形或轮形。已经估计到，由金刚石构造的微型机电系统(MEMS)应该坚持比目前多晶硅MEM长10,000倍时间，而且金刚石是化学性质上良性的和不会促进在生物医学应用中的过敏性反应。6再次，本专利技术人考虑，环六金刚烷具有类似的吸引人的性能。环六金刚烷的应用包括分子电子，光子，纳米机电设备，和纳米结构聚合物和其它材料。尽管一般六金刚烷和尤其环六金刚烷的这些优点，但是，正如所指出的那样，现有技术无法提供包括环六金刚烷的组合物，或可获得这些组合物的方法。考虑到上述原因，在现有技术中仍然需要获得包括C26H30六金刚烷(也称作环六金刚烷)的组合物。本专利技术的概述本专利技术的实施方案涉及包括这里称作环绕(peri-)缩合六金刚烷、全缩合六金刚烷或环六金刚烷的C26H30六金刚烷的新型组合物。因此，本专利技术的实施方案涉及包括至少约5wt％环六金刚烷的组合物，基于组合物的总重量。在另一个实施方案中，组合物包括在约50-100wt％，优选约70-100wt％，更优选约90-100wt％，和甚至更优选约95-100wt％范围内的环六金刚烷，基于组合物的总重量。当此类组合物充分地富集了环六金刚烷时，该组合物可以形成晶体结构。因此，本专利技术的另一个实施方案涉及包括晶体形式的环六金刚烷的组合物。附图的简述图1说明了金刚形烃的笼形结构和它们与本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种组合物，它包括至少约５ｗｔ％的环六金刚烷，基于组合物的总重量。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：JE达尔，RM卡尔森，
申请(专利权)人：切夫里昂美国公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]