热固性树脂在固化过程中，不可避免会发生体积收缩，一般环氧树脂的固化收缩率为2%~5%。这种微小的体积收缩将会对环氧树脂基的复合材料使用过程中造成巨大的缺陷。例如体积收缩会降低环氧树脂基材料的断裂强度，使材料表面产生微裂纹甚至材料开裂，也会使以环氧树脂为基材的电子元器件的尺寸不稳定等等。这种体积收缩所带来的不足将会严重影响环氧树脂在实际应用上的发展。为了解决环氧树脂这种固化体积收缩的问题，理论上讲，添加一种被称为膨胀单体的化合物是从根本上解决的有效途径。但是到目前为止，已发现的膨胀单体还受制于双环原酸酯（Bicyclis Ortho Ester）、螺环原酸酯（Spiro Ortho Ester）、螺环原碳酸酯（Spiro Ortho Carbonate）等环状化合物。从常见原料季戊四醇着手，本文采用超声波法制备格式试剂，再将格式试剂制备螺环四甲酸二酐。结合膨胀单体的膨胀原理，这种化合物螺环四甲酸二酐即2,4,8,10-四羰基-3,9-二氧杂螺环[5.5]十一烷，理论上可以克服膨胀单体目前在应用上遇到的困难，在环氧树脂灌封、环氧树脂基复合材料中具有更好的应用价值，具体研究内容如下：（1）以季戊四醇、苯磺酰氯及溴化钠作为原料，采用两步法合成季戊四溴；重点研究了季戊四溴合成的最佳工艺条件，试验发现在其他条件相同的情况下，原料的投料顺序对产物产率的提高及纯化有重要的影响。讨论了反应的时间、温度、催化剂聚乙二醇及反应原料投料比等条件对各环节产物产率或纯度的影响，得到了季戊四溴合成实验最佳合成工艺条件：反应时间20h，反应温度150℃，催化剂聚乙二醇（分子量600）用量5%，反应原料投料比1：6.2时，1，3-二溴-2，2-二（溴甲基）丙烷的产率最高可达90.85%；（2）首次通过超声波法合成了格式试剂1,3-二溴化镁-2,2-二（溴化镁甲基）丙烷，实验工艺简单、条件温和。并且格式反应引发期明显缩短，格式产物产率提高。研究了超声波条件下制备格式试剂1,3-二溴化镁-2,2-二（溴化镁甲基）丙烷的工艺条件是：反应时间1.5h，反应温度55℃，反应物投料比1：6时，产物收率最高达79%；（3）对采用格式试剂合成螺环状化合物--螺环四甲酸二酐进行了工艺路线设计。即利用格式试剂能与二氧化碳或干冰反应得到多碳原子数化合物的特性，可以考虑先将格式试剂与干冰或二氧化碳反应制备1，3-二羧基-（2，2）-二乙酸基丙烷，再以1，3-二羧基-（2，2）-二乙酸基丙烷为原料，使其与乙酸酐反应，以冰醋酸为溶剂来制备终产物螺环四甲酸二酐。并采用Gaussian对预期产物进行了结构模拟得到了其预测红外图谱。