[发明专利]富勒烯酚酯类衍生物及其制备方法和用途

说明书

本发明公开了式(Ⅰ)所示的富勒烯酚酯类衍生物及其制备方法。利用优化的Friedel‑Crafts烷基化反应，以六氯富勒烯、酚酯为原料，合成得到了富勒烯酚酯类衍生物。该富勒烯衍生物可作为一种新型富勒烯安定剂在固体火箭推进剂中获得应用。式中：R＝‑H，‑CH₃，‑CH₃CH₂，‑CH(CH₃)₂，‑CH₂CH₂CH₃，‑CH₂CH₂CH₂CH₃。

技术领域

本发明属于有机化学技术领域，涉及富勒烯酚酯类衍生物及其制备技术，制备的富勒烯酚酯类衍生物作为安定剂应用于固体火箭推进剂中。

技术背景

随着我国航天事业发展和国防科技对高、精、尖武器的要求不断提高，高性能的推进剂成为研究的热点问题。安定剂是维持固体推进剂热安定性能不可缺少的组分之一，是固体推进剂配方中非常关键的功能材料。寻找性能优良的安定剂成为在现有推进剂主要成分不变的情况下提高推进剂性能的主要方向。

作为现代火箭和导弹发动机中的主导能源，双基或改性双基推进剂常选用含氮原子的芳香胺类化合物(例如二苯胺、N-甲基-4-硝基苯胺、N，N’-二甲基-N，N’-二苯脲、3-甲基-1，1-二苯基脲)作为安定剂，这些安定剂与推进剂热分解产物均有不同程度的反应活性，能够延缓推进剂主要成分的自催化分解，在延长推进剂安全贮存寿命方面具有明显作用。

但是这些化合物也存在两个显著的缺点，一是自身的稳定性差，安定效果不是很持久；二是与推进剂中其它组分的适配性较差，无助于改善推进剂的综合性能。

有鉴于此，人们正在努力寻找安定效果更持久，适配性更好，可使推进剂的综合性能更加优异的安定剂。

发明内容

本发明的目的在于克服现有固体火箭推进剂安定剂稳定性和适配性差等问题，提供一种富勒烯酚酯类衍生物及其制备方法。

实现本发明目的的技术方案是：

一种富勒烯酚酯类衍生物，该富勒烯酚酯类衍生物具有下面式(I)所示的化学结构：

式中：R＝-H，-CH₃，-CH₃CH₂，-CH(CH₃)₂，-CH₂CH₂CH₃，-CH₂CH₂CH₂CH₃。

所述富勒烯酚酯类衍生物的用途，做为安定剂用于固体火箭推进剂。

所述富勒烯酚酯类衍生物的制备方法，用六氯富勒烯与酚酯合成富勒烯酚酯类衍生物。

所述合成富勒烯酚酯类衍生物的具体步骤是，室温25℃下，将六氯富勒烯溶解于有机溶剂中，溶剂质量为反应物质量和的10～20倍，并将混合后的溶液在氮气保护下搅拌至少2小时，待完全溶解后，向混合溶液中加入酚酯和催化剂，六氯富勒烯与催化剂的摩尔比为：1∶90，调节至反应温度至100℃，在氮气保护下搅拌反应至薄层色谱显示反应物已完全消耗，反应液由橙色变为深褐色；反应结束后，通过旋蒸除去多余溶剂，得到红褐色的粗产物；再以少量的有机溶剂溶解粗产物，通过硅胶柱层析法进行分离得到橙红色的产物，即得产品。

所述酚酯是甲酸苯酯、乙酸苯酯、丙酸苯酯、正丁酸苯酯之一；所述催化剂是无水三氯化铝、无水三氯化铁、四氯化钛之一；所述有机溶剂是氯苯、硝基苯、二硫化碳之一。

与现有技术相比，本发明具有下列特点和有益效果：