【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及化工，具体涉及环烷烃化合物及其制备方法和航空航天燃料。
技术介绍
1、环丙烷具有较高的张力能，其可以实现燃料密度提高的同时获得较高的质量热值，从而实现燃料体积热值的进一步提升。目前已有的环丙烷基张力燃料包括密度较低的链式环丙烷结构如syntin和月桂烯三环丙烷等结构，还包括只有一个或两个环丙烷结构的多环燃料，其质量热值不够高，不能满足需求。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术实施例提供了一种环烷烃化合物，解决了现有技术中航空航天燃料热值不高的问题。
2、本专利技术第一方面提供了一种环烷烃化合物，环烷烃化合物包括如下结构式：
3、
4、进一步地，所述环烷烃化合物的密度高于1.06g/ml，质量热值高于44.3mj/kg，冰点为-45℃，理论比冲高于336s。
5、本专利技术第二方面提供了一种前面所述的环烷烃化合物的制备方法，该制备方法包括：
6、s1、将环戊二烯、碱液和相转移催化剂混合，滴加1,2-二氯乙烷，反应得到螺[2,4]庚-4,6-二烯；
7、s2、使所述螺[2,4]庚-4,6-二烯进行二聚反应，得到二聚螺[2,4]庚-4,6-二烯；
8、s3、使所述二聚螺[2,4]庚-4,6-二烯进行环丙烷化反应，得到所述环烷烃化合物。
9、进一步地，步骤s1中，反应的温度为5-35℃，反应时间为3-20小时，碱液包括30-50wt％氢氧化钠溶液和/或氢氧化钾溶液，相转移催化剂
10、优选地，相转移催化剂用量为环戊二烯用量的0.1-5mol％。
11、进一步地，步骤s2中，二聚反应的条件包括：惰性气氛，反应温度为110-160℃，反应时间为5-24小时。
12、进一步地，步骤s3中，使所述二聚螺[2,4]庚-4,6-二烯进行环丙烷化反应包括：
13、将溶剂、催化剂、碱液和所述二聚螺[2,4]庚-4,6-二烯混合；
14、分批次缓慢加入重氮甲烷前体进行环丙烷化反应，得到所述环烷烃化合物；
15、优选地，所述重氮甲烷环丙烷化的温度为-10-40℃，时间为10-60min；
16、优选地，所述催化剂包括pdcl2，pd(acac)2，pd(oac)2和(phcn)2pdcl2中的至少一种；
17、优选地，所述催化剂用量为二聚螺[2,4]庚-4,6-二烯用量的0.1～10mol％；
18、优选地，所述溶剂包括二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、四氢呋喃和乙二醇二甲醚中的至少一种；
19、优选地，所述碱液包括浓度为30wt％～50wt％的氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液和氢氧化钡溶液中的至少一种；
20、优选地，所述碱液用量为二聚螺[2,4]庚-4,6-二烯用量的10～40eq。
21、进一步地，所述重氮甲烷前体为亚硝基脲类化合物；
22、优选地，亚硝基脲类化合物包括n-甲基-n-亚硝基脲、n-甲基-n-亚硝基对甲苯磺酰胺和n-甲基-n-亚硝基-n′-硝基胍的至少一种；
23、优选地，重氮甲烷前体与二聚螺[2,4]庚-4,6-二烯的摩尔比为(5-40)：1。
24、本专利技术第三方面提供了一种航空航天燃料，航空航天燃料包括前面所述的环烷烃化合物。
25、环丙烷具有最高的环张力能，可弥补由于氢含量降低而损失的质量热值，因此在燃料分子结构中引入环丙烷环可提升质量热值和比冲。本专利技术提供的环烷烃化合物中含有三个紧凑结构的五元环，使其密度较高；具有四个三元环，使其具有较高的热值和比冲。具体的，环烷烃化合物的密度为1.062g/ml，质量热值为44.33mj/kg，冰点为-45℃，理论比冲高于336s。
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1.一种环烷烃化合物，其特征在于，包括如下结构式：
2.根据权利要求1所述的环烷烃化合物，其特征在于，所述环烷烃化合物的密度高于1.06g/mL，质量热值高于44.3MJ/kg，冰点为-45℃，理论比冲高于336s。
3.一种权利要求1或2所述的环烷烃化合物的制备方法，其特征在于，包括：
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中，反应的温度为5-35℃，反应时间为3-20小时，碱液包括30-50wt％氢氧化钠溶液和/或氢氧化钾溶液，相转移催化剂包括季鏻盐、季铵盐、季铵碱、冠醚和开链聚醚中的至少一种；
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤S2中，二聚反应的条件包括：惰性气氛，反应温度为110-160℃，反应时间为5-24小时。
6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤S3中，使所述二聚螺[2,4]庚-4,6-二烯进行环丙烷化反应包括：
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述重氮甲烷环丙烷化的温度为-10-40℃，时间为10-60min；
8.根据权
9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述重氮甲烷前体为亚硝基脲类化合物；
10.一种航空航天燃料，其特征在于，包括权利要求1或2所述的环烷烃化合物。
...【技术特征摘要】
1.一种环烷烃化合物，其特征在于，包括如下结构式：
2.根据权利要求1所述的环烷烃化合物，其特征在于，所述环烷烃化合物的密度高于1.06g/ml，质量热值高于44.3mj/kg，冰点为-45℃，理论比冲高于336s。
3.一种权利要求1或2所述的环烷烃化合物的制备方法，其特征在于，包括：
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤s1中，反应的温度为5-35℃，反应时间为3-20小时，碱液包括30-50wt％氢氧化钠溶液和/或氢氧化钾溶液，相转移催化剂包括季鏻盐、季铵盐、季铵碱、冠醚和开链聚醚中的至少一种；
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤s2中，二聚反应的条件包括...
【专利技术属性】
技术研发人员：邹吉军，潘伦，王卫，史成香，薛康，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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