Page 188 - 《精细化工》2019年第11期

第 36 卷第 11 期 精 细 化 工 Vol.36, No.11
2019 年 11 月 FINE CHEMICALS Nov. 2019

精细化工中间体
2,6
5,9
五环[5.4.0.0 .0 3,10 .0 ]十一烷-8,11-二酮的
还原及试剂的循环利用

1
王大胜 ，蒋景阳 1,2*
（1. 大连理工大学 化工学院，辽宁 大连 116024；2. 大连理工大学 精细化工国家重点实验室，辽宁 大
连 116024）

摘要：以环戊二烯和对苯醌为原料，经过 Diels-Alder 加成反应、[2+2]光照关环反应、黄鸣龙还原反应合成五环
5,9
2,6
[5.4.0.0 .0 3,10 .0 ]十一烷（PCUD）。还原过程中以甲苯和一缩二乙二醇为混合溶剂，采用一锅法在单因素实验
基础上考察了黄鸣龙还原过程中两不同温度、时间阶段〔（θ 1 、t 1 ）和（θ 2 、t 2 ）〕的反应过程对笼烃产物产率
5,9
2,6
的影响。结果表明，在 n(五环[5.4.0.0 .0 3,10 .0 ]十一烷-8,11-二酮)∶n(KOH)∶n(水合肼)=1∶7.5∶14，第一阶段
θ 1 =120 ℃，t 1 =2.5 h；第二阶段 θ 2 =180 ℃，t 2 =4 h 的条件下，PCUD 收率提高到 76.2%。利用 PCUD 易挥发的特
点, 探索了还原过程中一缩二乙二醇和氢氧化钾的循环使用效果，在进行的 11 次反应及循环实验中, PCUD 的
平均收率达到 75.2%。
5,9
2,6
关键词：五环[5.4.0.0 .0 3,10 .0 ]十一烷；黄鸣龙还原反应；优化；循环；精细化工中间体
中图分类号：V51 文献标识码：A 文章编号：1003-5214 (2019) 11-2336-05

2,6
5,9
Reduction of Pentacyclo[5.4.0.0 .0 3,10 .0 ]undecane-8,11-
dione and Reagent Recycling

1
WANG Da-sheng , JIANG Jing-yang 1,2*
（1. School of Chemistry, Dalian University of Technology, Dalian 116024, Liaoning, China; 2. State Key Lab of Fine
Chemicals, Dalian University of Technology, Dalian 116024, Liaoning, China）

5,9
2,6
Abstract: The synthesis of pentacyclo[5.4.0.0 .0 3,10 .0 ]undecane (PCUD) was accomplished by using
cyclopentadiene and benzoquinone as raw materials through Diels-Alder addition, [2+2] cycloaddition and
Huang-Minlon reduction three steps reaction. In the Huang-Minlon reduction step, using toluene and
diethylene glycol as mixed reaction solvent in one-pot, the effects of reaction temperature and reaction time
at two stages （θ 1, t 1） and （θ 2, t 2）on the cage hydrocarbon product yield were investigated applying an
5,9
2,6
single-factor test method. When using n(pentacyclo[5.4.0.0 .0 3,10 .0 ] undecane-8,11-dione)∶n(potassium
hydroxide): n(hydrazine hydrate)=1∶7.5∶14, and the reaction running at stage 1: θ 1=120 ℃, t 1=2.5 h,
then stage 2: θ 2=180 ℃, t 2=4 h, the PCUD yield reached 76.2%. Subsequently, the effect of recycling
diethylene glycol and potassium hydroxide was investigated in the synthesis process of Huang-Minlon
reduction step and the average yield of PCUD 75.2% was obtained from a set of 11 reaction and recycles.
5,9
2,6
Key words: pentacyclo[5.4.0.0 .0 3,10 .0 ]undecane; Huang-Minlon reduction reaction; optimization;
recycle; fine chemical intermediates

近年来，随着航空航天科技的发展，高能量高 燃烧热值高达 51.7 MJ/L，熔点为 204 ℃ [1-3] ，可以
密度笼烃类化合物作为飞行器推进剂的重要组成部 作为高能固体添加剂与其他燃料进行复配来提高燃
[8]
分受到了越来越多的关注。PCUD 作为目前研究较为 料的体积燃烧热值及其他性能 [4-7] 。Stedman 等 首
3
广泛的高能量高密度笼烃类化合物，密度为 1.23 g/cm ， 次提出并设计合成出 PCUD，但是其合成总产率较

收稿日期：2019-04-15; 定用日期：2019-05-29; DOI: 10.13550/j.jxhg.20190316
作者简介：王大胜（1993—），男，硕士生。联系人：蒋景阳（1959—），男，教授，E-mail：jyjiang@dlut.edu.cn。