[发明专利]一种煤焦油中菲制备烷基金刚烷的方法

说明书

本发明提供一种煤焦油中菲制备烷基金刚烷的方法，包括以下步骤：S1，从煤焦油中分离获取纯度≥97％的菲原料；S2，选用烷烃为溶剂，利用Y型分子筛作为载体负载Pt形成催化剂；S3，将菲原料与溶剂和催化剂混合，并在一定温度下通过加氢反应将菲一步合成烷基金刚烷；S4，在不同反应条件下获得目标产物，并对菲加氢异构产物进行定性分析。本发明用煤焦油中高含量的菲作为原料进行烷基金刚烷的合成，在介孔Y分子筛上负载Pt催化剂上实现了烷基金刚烷的合成，是合成烷基金刚烷的新路径，在简化制作步骤的前提下，并且显著提高金刚烷的产率，可以更好的应用于合成金刚烷衍生物，在制药领域、光学领域以及航天领域等有着重要意义。

技术领域

本发明涉及烷基金刚烷制备技术领域，具体为一种煤焦油中菲制备烷基金刚烷的方法。

背景技术

在笼状化合物中，金刚烷(adamantane)是一种高度对称的笼状烃，具有密度大(1.07g/cm³)、热值高(体积热值50.7MJ/L)等特点，是很有潜力的高密度烃类燃料。但由于其熔点高，在燃料中溶解性较差，难以直接作为高密度燃料的主体或添加剂使用。一些烷基取代的金刚烷具有优良的低温性能，其原因是引入的烷基官能团破坏了金刚烷分子的高度对称性，烷基取代基同时还起到高效增溶的作用，能够促进固态组分在溶液中的溶解。金刚烷化学可能改变高密度、高能量燃料的生产方法，金刚烷类化合物可能成为航空航天领域的一种新型化学推进剂。

关于金刚烷与衍生物烷基金刚烷的合成研究，Schleyer等第一次用四氢双环戊二烯在L酸AlCl₃催化上合成了金刚烷，金刚烷的产率不足10％，之后通过对这种催化剂改进将金刚烷的产率提高到60％。美国专利(US6472575)报导使用混合超强酸HF-BF₃负载过渡金属作为催化剂能够得到较高金刚烷收率，但金刚烷的合成依然依赖双环戊二烯为原料进行异构化反应这一路线。

发明内容

本发明的目的在于提供一种煤焦油中菲制备烷基金刚烷的方法，以解决上述背景技术提出的现有的金刚烷的合成依然依赖双环戊二烯为原料进行异构化反应这一路线，合成路线较为单一的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种煤焦油中菲制备烷基金刚烷的方法，由菲制备烷基金刚烷的方法，包括以下步骤：

S1，从煤焦油中分离获取纯度≥97％的菲原料；

S2，选用烷物质为溶剂，利用Y型分子筛作为载体负载Pt形成催化剂；

S3，将菲原料与溶剂和催化剂混合，并通过加氢加温将菲一步合成烷基金刚烷；

S4，在不同反应条件下获得产物收率结果，并对菲加氢异构产物进行定性分析。

为了使得获得高纯度的菲，作为本发明一种优选的，所述S1步骤中对煤焦油通过溶剂洗涤结晶法，利用过蒽、菲和咔唑在不同溶剂中的溶解度差异，从粗蒽中分别或同时除去菲和咔唑，得到的菲渣进一步精制成纯度≥97％的菲。

为了使得进行实验对比和验证，作为本发明一种优选的，所述S2步骤中的溶剂为十氢萘、正癸烷或环己烷中的其中一种。

为了使得对混合后的原料进行加热和加压，作为本发明一种优选的，所述S3步骤中的反应容器为连接反应装置的高压反应釜，搅拌反应过程中，当反应釜内的温度为260-300℃，氢初压3-6MPa时，获得合成烷基金刚烷。

为了使得反应顺利进行，并获得最终产物，作为本发明一种优选的，所述S2步骤中的Y型分子筛微孔直径≥3nm。

为了使得获得催化剂，作为本发明一种优选的，所述S2步骤中的催化剂通过浸渍方法将活性金属Pt负载，110℃下12-24h干燥，500℃焙烧，550℃条件下还原。