【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及化工，具体涉及共轭双烯二聚体、航空航天燃料及其制备方法。
技术介绍
1、人工合成高比冲航空航天燃料常以长链烯烃为原料，通过环丙烷化、异构、环化及分离提纯等工艺制备得到。一般情况下，随着燃料密度的增加，高比冲航空航天燃料的低温粘度也随着增加，因而合成兼具高比冲、高热值与优异低温性能的高比冲航空航天燃料是一个很大的挑战。
2、有鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术实施例提供了一种共轭双烯二聚体的制备方法，制备得到的共轭双烯二聚体可以用于制备兼具高比冲、高热值与优异低温性能的高比冲航空航天燃料。
2、本专利技术第一方面提供了一种共轭双烯二聚体的制备方法，该制备方法包括：
3、在紫外光照射下，且在光敏剂存在的条件下，使反应物发生二聚环加成反应，得到所述共轭双烯二聚体产物；
4、其中，所述反应物包括式(1)和/或式(2)所示的结构式：
5、
6、r1、r2、r3、r4各自独立地为h、-ch3和-ch2ch3中的至少一种。
7、进一步地，所述光敏剂包括噻吨酮、噻吨酮衍生物、蒽酮、蒽酮衍生物、芴酮、芴酮衍生物、二苯甲酮、二苯甲酮衍生物、苯乙酮、萘乙酮和二萘甲酮中的至少一种；
8、优选地，所述光敏剂占所述反应物的0.1～5mol％。
9、进一步地，所述蒽酮衍生物的结构式包括式(3)：
10、
11、其中，r5、r6、r7、r
12、优选地，所述芴酮衍生物的结构式包括式(4)和/或式(5)：
13、
14、其中，r9、r10各自独立地包括h、-f、-oh、-cl、-ch3、-ch(ch3)2、-cf3、-och3和-ch2中的至少一种；r11包括h、-f、-cl、-ch3、-ch(ch3)2、c1-c5羧酸和-och3中的至少一种；
15、优选地，所述二苯甲酮衍生物的结构式包括式(6)：
16、
17、其中，r12、r13、r14、r15各自独立地包括h、-f、-cl、-ch3、-ch(ch3)2、-n(ch3)2和-n(ch2ch3)2中的至少一种；
18、优选地，所述萘乙酮的结构式包括式(7)和/或式(8)：
19、
20、进一步地，在溶剂中使所述反应物发生二聚环加成反应，所述溶剂包括二氯甲烷、二氯乙烷、乙腈、正戊烷、正己烷、环己烷和乙酸乙酯中的至少一种；
21、优选地，基于所述溶剂与所述反应物的总质量，所述溶剂的含量为10-50wt％；
22、优选地，在发生二聚环加成反应之前，在含有所述光敏剂、所述反应物和所述溶剂形成的体系中通入惰性气体0.5～2h。
23、进一步地，所述二聚环加成反应的温度为-30～20℃，时间为1-24h。
24、本专利技术第二方面提供了一种利用前面所述的制备方法制备得到的共轭双烯二聚体，包括式(9)至式(24)所示的结构式中的至少一种：
25、
26、其中，r1、r2、r3、r4各自独立地包括h、-ch3和-ch2ch3中的至少一种。
27、本专利技术第三专利技术提供了一种航空航天燃料，所述航空航天燃料是利用前面所述的共轭双烯二聚体制备得到的，所述共轭双烯二聚体包括式(25)至式(40)所示的结构式中的至少一种：
28、
29、其中，r1、r2、r3、r4各自独立地为h、-ch3和-ch2ch3中的至少一种。
30、本专利技术第四方面提供了一种前面所述的航空航天燃料的制备方法，该制备方法包括：
31、使前面所述的共轭双烯二聚体发生[2+1]环加成反应，得到所述航空航天燃料。
32、进一步地，所述[2+1]环加成反应包括simmons-smith环丙烷化反应和/或corey-chaykovsky环丙烷化反应；
33、优选地，所述[2+1]环加成反应包括：在惰性气氛下，通过亚甲基卡宾体使所述共轭双烯二聚体发生[2+1]环加成反应；
34、优选地，所述[2+1]环加成反应包括：在惰性气氛下，通过锌粉和/或二乙基锌与亚甲基卡宾体共同作用使所述共轭双烯二聚体发生[2+1]环加成反应；
35、优选地，所述亚甲基卡宾体包括二碘甲烷卡宾体和/或重氮甲烷卡宾体。
36、进一步地，所述亚甲基卡宾体为所述共轭双烯二聚体的2.2-3摩尔当量；所述[2+1]环加成反应时间为1-12h，温度为-60-30℃。
37、本专利技术的共轭双烯二聚体的制备方法采用的反应物原料简单，易于发生环加成，利于获得碳数较少的环烃，使得获得的共轭双烯二聚体的刚性较强，分子具有高张力能；反应物中r1、r2、r3、r4的中碳数较少，获得的共轭双烯二聚体中支链较短，密度较高；本专利技术的共轭双烯二聚体在环加成得到的产物中仍存在可以构建高张力三元环的双键，利用本专利技术的共轭双烯二聚体制备得到的航空航天燃料具有高张力三元环的结构，具有高质量热值(质量净热值不低于43.2mj/kg)和高比冲(比冲不低于328s)的，对于燃料载荷固定的航空航天飞行器而言，能有效提高其航程、航速、载荷。
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1.一种共轭双烯二聚体的制备方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述光敏剂包括噻吨酮、噻吨酮衍生物、蒽酮、蒽酮衍生物、芴酮、芴酮衍生物、二苯甲酮、二苯甲酮衍生物、苯乙酮、萘乙酮和二萘甲酮中的至少一种；
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述蒽酮衍生物的结构式包括式(3)：
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在溶剂中使所述反应物发生二聚环加成反应，所述溶剂包括二氯甲烷、二氯乙烷、乙腈、正戊烷、正己烷、环己烷和乙酸乙酯中的至少一种；
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述二聚环加成反应的温度为-30～20℃，时间为1-24h。
6.一种利用权利要求1～5任一项所述的制备方法制备得到的共轭双烯二聚体，其特征在于，包括式(9)至式(24)所示的结构式中的至少一种：
7.一种航空航天燃料，其特征在于，所述航空航天燃料是利用权利要求6所述的共轭双烯二聚体制备得到的，所述共轭双烯二聚体包括式(25)至式(40)所示的结构式中的至少一种：
8
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述[2+1]环加成反应包括Simmons-Smith环丙烷化反应和/或Corey-Chaykovsky环丙烷化反应；
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述亚甲基卡宾体为所述共轭双烯二聚体的2.2-3摩尔当量；所述[2+1]环加成反应时间为1-12h，温度为-60-30℃。
...【技术特征摘要】
1.一种共轭双烯二聚体的制备方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述光敏剂包括噻吨酮、噻吨酮衍生物、蒽酮、蒽酮衍生物、芴酮、芴酮衍生物、二苯甲酮、二苯甲酮衍生物、苯乙酮、萘乙酮和二萘甲酮中的至少一种；
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述蒽酮衍生物的结构式包括式(3)：
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在溶剂中使所述反应物发生二聚环加成反应，所述溶剂包括二氯甲烷、二氯乙烷、乙腈、正戊烷、正己烷、环己烷和乙酸乙酯中的至少一种；
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述二聚环加成反应的温度为-30～20℃，时间为1-24h。
6.一种利用权利要求1～5任一项所述的制备方法制...
【专利技术属性】
技术研发人员：潘伦，邹吉军，刘显龙，艾敏华，薛康，史成香，王涖，张香文，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：
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