作为液体推进剂或燃料的关键组成部分，高密度液体燃料对于体积有限的飞机导弹火箭等航空航天器有着重大意义本文主要研究了烷基取代金刚烃及多环类高密度碳氢燃料的合成，涉及Diels-Alder加成反应加氢反应及异构反应等高密度碳氢燃料合成中的典型步骤研究了多甲基双环戊二烯的Diels-Alder热加成及Al-MCM-41催化加成反应多甲基双环戊二烯热加成反应，适宜反应条件为反应温度230℃反应时间7h，此时转化率为56.4%，三聚产物多甲基三环戊二烯选择性为77.7%Al-MCM-41催化加成反应中，Al-MCM-41显著促进四聚产物的生成考察了多甲基三环戊二烯及多甲基双环戊二烯的加氢反应，通过优化反应条件，两者的完全加氢产物收率都可达90%以上考察了氯铝酸型离子液体催化多甲基四氢双环戊二烯（MTCDs）四环十二烷（TCDD）及四环十四烷（TCTD）的重排反应结果表明，尽管具有不同的分子结构，以上饱和多环烃都首先发生快速的立体异构，继而进行骨架重排生成烷基取代金刚烷这为以简单化合物为原料合成金刚烃类燃料提供了绿色有效途径同时利用密度泛函理论对各个反应体系的反应原料及相关产物进行了理论计算，结果表明烷基取代金刚烷是热力学最优先产物，这很好地解释了实验中的产物分布在理论计算与实验结果相结合的基础上，探索了每个反应体系可能的反应路径探讨了反应温度离子液体中AlCl3的含量及离子液体用量等反应条件对各个重排反应的影响，以寻求最优的反应条件，获得最大的烷基取代金刚烷收率实验中还发现，有些重排反应如TCDD重排反应，可以通过改变反应条件来调节烷基取代金刚烷的组成，这为燃料性能的可调性提供了可能在离子液体催化TCTD重排反应中，考察了离子液体的循环使用性，发现不完全的相分离所导致的离子液体损失是影响离子液体循环使用的关键因素对三氯化铝催化桥式四氢双环戊二烯endo-THDCPD及四氢三环戊二烯THTCPD异构进行了研究结果表明，少量杂质存在的条件下，三氯化铝催化endo-THDCPD异构反应中,挂式四氢双环戊二烯exo-THDCPD收率可达99%采用一步异构及两步异构两种方式对THTCPD进行催化异构，相比两步异构法，一步异构法能更好的调控产物分布