[发明专利]一种1,3-二环丙基-2-丁烯-1-酮及其制备方法

说明书

本发明属于张力环燃料生产领域，具体涉及一种1,3‑二环丙基‑2‑丁烯‑1‑酮及其制备方法。本发明以环丙基甲基酮为原料，在反应烧瓶加入环丙基甲基酮，然后选取既能够起到脱水吸水作用，又能起到催化剂作用的碱性物质进行缩合反应。在本发明方法中，选用碱性物质中的无机氢化物、有机醇金属化合物为催化剂，提高了环丙基甲基酮缩合反应生成1,3‑二环丙基‑2‑丁烯‑1‑酮的选择性，解决了环丙基甲基酮使用NaOH、Ba(OH)₂催化剂无法进行缩合反应的问题，为张力环的合成提供了数据基础。

技术领域

本发明涉及张力环燃料生产领域，尤其涉及一种1,3-二环丙基-2-丁烯-1-酮及其制备方法。

背景技术

航天技术的水平与成就是一个国家经济、科学和技术实力的综合反映，随着中国航空航天技术的发展越来越快，航空航天器的动力来源燃料越来越收到重视。普通的碳氢燃料，如：航空煤油和火箭煤油，虽然具有来源丰富和储运方便等优势，但存在体积热值低的劣势，不能满足新型航空航天器的要求。因此，需要开发新型碳氢燃料。由于1,3-二环丙基-2-丁烯-1-酮具有两个三元环，而三元环具有张力能，所以1,3-二环丙基-2-丁烯-1-酮是合成张力环碳氢燃料重要的中间体。1,3-二环丙基-2-丁烯-1-酮是一种淡黄色、透明、易挥发的液体，广泛应用于航天、医药等领域。

丙酮溶液在NaOH催化下自身缩合生成醇酮，其缩合机理如式1所示，具体为丙酮在NaOH的作用下生成碳负离子与水，碳负离子发生电子转移生成烯醇负离子，烯醇碳负离子再与丙酮发生亲核加成反应，加成产物从水中夺取一个质子生成β-羟基酮，无法进行脱水形成烯酮。由于环丙基甲基酮存在一个三元环，具有很大的空间位阻，缩合反应性低，相关资料较少，且环丙基甲基酮在NaOH催化条件下，第一步自身缩合醇酮就无法进行，这就迫切需要寻找既能缩合又能脱水的碱性催化剂来催化环丙基甲基酮自身缩合。

发明内容

研究发现，在环丙基甲基酮缩合反应中，会有三聚体和四聚体等副产物生成，对目标产物二聚体(1,3-二环丙基-2-丁烯-1-酮)的选择性较低，使用普通的催化剂如NaOH、Ba(OH)₂等缩合反应无法进行。针对上述问题，本发明以环丙基甲基酮为原料，在合适的催化剂的催化作用下高选择性的制备了1,3-二环丙基-2-丁烯-1-酮。在本发明方法中，选用了叔丁醇铝、NaH、CaH₂、乙醇钠、乙醇铝、异丙醇铝、叔丁醇钾、叔丁醇钠、叔丁醇镁、仲丁醇铝等碱性催化剂，在无水条件下进行缩合反应。缩合反应反应方程式如式2所示：

为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种1,3-二环丙基-2-丁烯-1-酮，具有(Ⅰ)所示的结构：

所述的1,3-二环丙基-2-丁烯-1-酮的制备方法为：以环丙基甲基酮为原料，加入碱性物质，进行缩合反应，生成1,3-二环丙基-2-丁烯-1-酮和水。

所述碱性物质为叔丁醇铝、NaH、CaH₂、乙醇钠、乙醇铝、异丙醇铝、叔丁醇钾、叔丁醇钠、叔丁醇镁、仲丁醇铝中的任意一种。

优选的，所述碱性物质为叔丁醇铝。

所述碱性物质既能起脱水吸水作用又能起催化作用。

所述碱性物质添加量为环丙基甲基酮质量的6-12％。

缩合反应的反应温度为90-120℃，反应时间为1-6h。

上述的1,3-二环丙基-2-丁烯-1-酮在碳氢燃料中的应用。