1.一种脂肪族五环二酐的合成方法,包括以下步骤:
1)将顺丁烯二酸酐置于原料瓶中,加入乙酸乙酯溶解,滴加解聚好的环戊二烯,加成反应,反应结束后,静置,过滤,真空干燥,获得中间产物降冰片烯二酸酐;
2)在1)获得的降冰片烯二酸酐中再加入溶剂和光催化剂,然后输送至光反应器的毛细管路微通道中,在单一波长紫外光源的光照条件下,使光源垂直照射,反应溶液经毛细管路流经冷却装置受到紫外光照射,在此过程中进行光环化反应;反应溶液中不断析出白色固体,固体随反应溶液流至接收瓶,固体沉降在瓶底;反应结束后,过滤,干燥沉淀,然后在沉淀中加入乙酸酐加热回流,过滤得到二酐产品,再采用冰乙酸洗涤,减压旋蒸除去冰乙酸得到产品五环[8.2.1.14,702,903,8]十四烷-5,6,11,12-四羧酸二酐。
2.根据权利要求1所述的一种脂肪族五环二酐的合成方法,其特征在于,1)中,加成反应的温度为-30~20℃;
4,7 2,9 3,8
优选的,所述的脂肪族五环二酐为五环[8.2.1.1 0 0 ]十四烷-5,6,11,12-四羧酸二酐。
3.根据权利要求1所述的一种脂肪族五环二酐的合成方法,其特征在于,2)中,光催化剂为锌卟啉、三氟甲磺酸铜、5-氨基酮戊酸、初卟啉锡或苯卟啉中的任一种;
优选的催化剂为锌卟啉。
4.根据权利要求1所述的一种脂肪族五环二酐的合成方法,其特征在于,2)中,毛细管路微通道内部直径为1~4mm,毛细管路微通道长度为1~20m;
优选的,毛细管路微通道中反应溶液的流速为1~10mL/min。
5.根据权利要求1所述的一种脂肪族五环二酐的合成方法,其特征在于,2)中,溶剂为乙腈、丙酮、乙酸乙酯、四氯化碳或碳酸二甲酯中的任一种;优选的溶剂为丙酮。
6.根据权利要求1所述的一种脂肪族五环二酐的合成方法,其特征在于,2)中,紫外光源的波长为单一波长λ245nm,照射反应的紫外光源功率为100~500W。
7.根据权利要求1所述的一种脂肪族五环二酐的合成方法,其特征在于,2)中,降冰片烯二酸酐与光催化剂的摩尔比为1:0.01~0.05。
8.根据权利要求1所述的一种脂肪族五环二酐的合成方法,其特征在于,2)中,光环化反应温度为-10℃~30℃,反应时间为1~6h。
9.如权利要求1所述的一种脂肪族五环二酐的合成方法中所用装置,其特征在于,该装置包括原料瓶(1),原料瓶(1)与过滤容器(201)、干燥装置(209)、固体产品计量装置(203)、加料容器(204)和光反应器依次通过管路相连接;原料瓶(1)与过滤容器(201)之间的管路上、加料容器(204)与光反应器之间的管路上分别依次设置有第一输送泵(2)、第二输送泵(206);
溶剂计量装置(208)与加料容器(204)的上方通过管路相连接;
过滤容器(201)包括过滤瓶,过滤瓶上方有带孔的滤板(205),滤板(205)上方有过滤膜,过滤瓶与抽真空装置(207)相连接;
该光反应器包括毛细管路微通道(4)、冷却循环水箱(6)和单一波长紫外光源(3);
各管路之间均设置有阀门(202);毛细管路微通道(4)的一端与加料容器(204)的出口端相连接,毛细管路微通道(4)的另一端与接收瓶(5)连接,毛细管路微通道(4)呈连续的蛇形盘管方式缠绕在平面玻璃板(7)上,毛细管路微通道(4)与平面玻璃板(7)均置于冷却装置内;垂直于冷却装置的中心的正上方有单一波长紫外光源(3)。
10.根据权利要求9所述的一种脂肪族五环二酐的合成方法,其特征在于,所述光反应器中,毛细管路微通道(4)由聚四氟乙烯制成;
冷却装置为冷却循环水箱(6)。