概述
1,3-二甲基金剛烷是一種化學物質(zhì)，英文名稱1,3-Dimethyladamantane，分子式是 C12H20，分子量則為164.29。該物質(zhì)常溫常壓下表現(xiàn)為無色至淡黃色透明液體，難溶于水，可溶于醚，醇等有機溶劑。1,3-二甲基金剛烷的相對密度比水小，約為0.886g/mL (20℃)(lit.)。其他物理數(shù)據(jù)如熔點為-30℃，沸點為204℃，閃點52℃，折射率(n20/D)1.477-1.479。
合成方法
采用1,3-二甲基金剛烷的同分異構(gòu)體全氫苊為原料，以最具代表性的friedel-crafts型酸性催化劑無水氯化鋁為催化劑進行烷烴的異構(gòu)化反應(yīng)，再經(jīng)過精餾便可得到1,3-二甲基金剛烷。實驗研究了反應(yīng)溫度，反應(yīng)時間以及催化劑的質(zhì)量和用量對異構(gòu)化反應(yīng)的影響。在優(yōu)化后的反應(yīng)條件下，異構(gòu)化反應(yīng)轉(zhuǎn)化率可達到85 %～90%。
該方法具體制備方法步驟如下：A，以全氫苊為原料，加入作為催化劑的無水三氯化鋁，在80-100℃溫度下持續(xù)滴加少量的水，進行重排反應(yīng)生產(chǎn)得1,3-二甲基金剛烷反應(yīng)液；B，去除三氯化鋁催化劑，得1,3-二甲基金剛烷粗品；C，將步驟B的1,3-二甲基金剛烷粗品上精餾塔精餾得到1,3-二甲基金剛烷成品。該方法操作簡單，清潔環(huán)保，收率高，設(shè)備投入少[1]。
熱裂解研究
高性能飛行器的發(fā)展對燃料推進和吸熱能力提出了很高的要求，高能量密度液體碳氫燃料因其較高的質(zhì)量密度和體積熱值受到普遍關(guān)注。以1,3-二甲基金剛烷(1,3-DMA)為代表，研究其在693 K-743 K溫度范圍內(nèi)的熱裂解規(guī)律。采用一級動力學方程關(guān)聯(lián)了1,3-DMA裂解反應(yīng)的速率常數(shù)，并與JP-10，十氫萘，丁基環(huán)己烷和正十二烷等幾種典型模型燃料相比較。在相同溫度下，1,3-DMA熱裂解反應(yīng)的速率常數(shù)明顯小于后幾種。通過高效液相色譜跟蹤熱裂解過程中產(chǎn)生的芳烴，以探討其熱穩(wěn)定性，并與JP-10和十氫萘的裂解及熱穩(wěn)定性比較。在同等條件下，1,3-DMA的熱穩(wěn)定性要優(yōu)于其他兩者。研究結(jié)果為新型高能量密度液體碳氫燃料的設(shè)計與應(yīng)用提供實驗基礎(chǔ)[2]。
應(yīng)用
1,3-二甲基金剛烷可用于合成鹽酸煙酰美金剛胺。以1,3-二甲基金剛烷為起始原料，經(jīng)溴代和水解反應(yīng)制得1-羥基-3,5-二甲基金剛烷，在三氟乙酸作用下與3-氰基吡啶經(jīng)Ritter反應(yīng)后與鹽酸成鹽，得鹽酸煙酰美金剛胺。經(jīng)1HNMR、13CNMR和ESI-MS確證，總收率為73.0%。上述方法具有步驟少、原料易得、條件溫和、操作簡便、收率高等優(yōu)點[3]。
參考文獻
[1]萬響林.1,3-二甲基金剛烷的工業(yè)化生產(chǎn)及其應(yīng)用[J].廣東化工, 2014, 41(10):2.DOI:10.3969/j.issn.1007-1865.2014.10.046.
[2]秦笑梅,曹笑方,郭永勝,等.1,3-二甲基金剛烷的熱裂解研究[C]//中國化學會第29屆學術(shù)年會摘要集——第41分會：燃料與燃燒化學.2014.
[3]程劍,黃志雄,熊曉云,等.鹽酸煙酰美金剛胺的合成[J].華西藥學雜志, 2014, 29(1):9-10.DOI:10.13375/j.cnki.wcjps.2014.01.003.