CN107935835A

CN107935835A - 一种h2o2液相催化氧化蒽制备9,10‑蒽醌的简便方法

Info

Publication number: CN107935835A
Application number: CN201711153110.1A
Authority: CN
Inventors: 隗兰华
Original assignee: Hubei University
Current assignee: Hubei University
Priority date: 2017-11-20
Filing date: 2017-11-20
Publication date: 2018-04-20

Abstract

本发明公开了一种H₂O₂液相催化氧化蒽制备9,10‑蒽醌的简便方法，具体步骤如下：步骤一，向有机溶剂中加入蒽和催化剂，催化剂和蒽的质量之比为0.5‑20:100，在30摄氏度至溶剂沸点的温度之间缓慢加入H₂O₂，H₂O₂与蒽的摩尔量之比为5‑30:1，加入完毕后保温一段时间，再进行冷却、过滤和重结晶，即可得到9,10‑蒽醌。本发明设备简单，反应条件温和，采用工业品为催化剂，无需复杂的催化剂制备过程，催化剂效果良好，使用方便并且高效，本发明的制备方法产品收率高，产品品质优良，物料便于回收，生产过程没有腐蚀和污染，适用于少量和大量生产9,10‑蒽醌，使用效果好。

Description

一种H2O2液相催化氧化蒽制备9,10-蒽醌的简便方法

技术领域

本发明涉及蒽醌生产技术领域，具体是一种H₂O₂液相催化氧化蒽制备9,10-蒽醌的简便方法。

背景技术

蒽醌(化学式:C₁₄H₈O₂)，又音译作安特拉归农，是一种醌类化学物。蒽醌的复合物存在于天然，也可以人工合成。蒽醌类包括了其不同还原程度的产物和二聚物，如蒽酚、氧化蒽酚、蒽酮等，另外还有这些化合物的甙类。在天然产物中，蒽醌常存在于高等植物和低等植物地衣类和菌类的代谢产物中。蒽醌类具有止血、抗菌、泻下、利尿的作用，蒽醌主要用作染料原料，以蒽醌为原料，经磺化、氯化、硝化等，可得到范围很广的染料中间体，用于生产蒽醌系分散染料、酸性染料、还原染料、反应染料等，形成色谱全、性能好的染料类别。据统计，蒽醌染料有四百多个品种，在合成染料领域中占有很重要的地位。蒽醌也可用作制纸浆的蒸解助剂，在碱法蒸煮液中加入少量蒽醌即可加快脱木素的速度，从而缩短蒸煮时间，提高纸浆得率，减少废液负荷。蒽醌作为蒸煮添加剂的消费量增长得很快。蒽醌在其他领域也有应用，例如，蒽醌化合物可用于高浓度过氧化氢的生产，在化肥工业中用以制造脱硫剂蒽醌二磺酸钠，在印染工业中用作拔染助剂等。

氧化法、苯酐法和萘醌法是工业上已经成熟的三种蒽醌生产方法。工业上，气相氧化法是以精蒽为原料，以空气作氧化剂，五氧化二钒为催化剂进行气相催化氧化。气相氧化法对原料蒽纯度要求较高,所需温度高,能耗大。苯酐法是由邻苯二甲酸酐和苯在三氯化铝的存在下缩合成为邻苯甲酰苯甲酸，再以浓硫酸脱水生成蒽醌，该工艺特点是原料来源充足，价格低廉，工艺流程简单，对设备无特殊要求，但是生产中反应的三氯化铝无法回收，加水分解后形成无机铝盐进入废水系统；同时在脱水环节中所需大量硫酸，由此产生废酸，因此污染严重。萘醌法以萘为原料，经气相氧化成1,4-萘醌，然后与丁二烯反应制得四氢蒽醌，再液相氧化成蒽醌。但是萘醌和丁二烯本身价格较高，由于反应动力学研究不够，催化剂性能不佳，经常出现床层飞温烧床，操作弹性小。这都为生产者带来了不便。

发明内容

本发明的目的在于提供一种H₂O₂液相催化氧化蒽制备9,10-蒽醌的简便方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种H₂O₂液相催化氧化蒽制备9,10-蒽醌的简便方法，具体步骤如下：

步骤一，向有机溶剂中加入蒽和催化剂，催化剂和蒽的质量之比为0.5-20:100，在30摄氏度至溶剂沸点的温度之间缓慢加入H₂O₂，H₂O₂与蒽的摩尔量之比为5-30:1，加入完毕后保温一段时间，再进行冷却、过滤和重结晶，即可得到9,10-蒽醌。

作为本发明进一步的方案：有机溶剂采用C₄-C₅的醇，催化剂采用偏钒酸钠、偏钒酸铵或钒酸钠中的一种。

作为本发明进一步的方案：过滤和重结晶之间还对产品进行水洗。

作为本发明进一步的方案：催化剂和蒽的质量之比为2-10:100，反应温度为60-90摄氏度，H₂O₂与蒽的摩尔量之比为10-20:1，加入H₂O₂和保温的总时间为2-10小时。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明设备简单，反应条件温和，采用工业品为催化剂，无需复杂的催化剂制备过程，催化剂效果良好，使用方便并且高效，本发明的制备方法产品收率高，产品品质优良，物料便于回收，生产过程没有腐蚀和污染，适用于少量和大量生产9,10-蒽醌，使用效果好。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。

实施例1

一种H₂O₂液相催化氧化蒽制备9,10-蒽醌的简便方法，具体步骤如下：将精蒽1.0g和偏钒酸铵0.05g加入到10mL正戊醇中，搅拌分散均匀，升温至70摄氏度，温度稳定后开始滴加浓度为30％的H₂O₂10mL，维持温度基本不变，1.5小时后滴加完毕，保温反应0.5小时后冷却，降至室温后抽滤和水洗；滤得的固体以氯苯重结晶，得到黄色针状的9,10-蒽醌0.91g，收率78％。

实施例2

一种H₂O₂液相催化氧化蒽制备9,10-蒽醌的简便方法，具体步骤如下：将分析纯的蒽1.0g和偏钒酸钠0.05g加入到10mL正戊醇中，搅拌分散均匀，升温至80摄氏度，温度稳定后开始滴加浓度为30％的H₂O₂10mL，维持温度基本不变，1小时后滴加完毕，保温反应1.5小时后冷却，降至室温后抽滤和水洗；滤得的固体以氯苯重结晶，得到黄色针状的9,10-蒽醌0.97g，收率83％。

实施例3

一种H₂O₂液相催化氧化蒽制备9,10-蒽醌的简便方法，具体步骤如下：将分析纯的蒽1.0g和偏钒酸铵0.07g加入到10mL正戊醇中，搅拌分散均匀，升温至70摄氏度，温度稳定后开始滴加浓度为30％的H₂O₂10mL，维持温度基本不变，1.5小时后滴加完毕，保温反应2小时后冷却，降至室温后抽滤和水洗；滤得的固体以氯苯重结晶，得到黄色针状的9,10-蒽醌0.97g，收率83％。

实施例4

一种H₂O₂液相催化氧化蒽制备9,10-蒽醌的简便方法，具体步骤如下：将精蒽100g，钒酸钠8g加入到1L正丁醇中，搅拌分散均匀，升温至70摄氏度，温度稳定后开始滴加浓度为30％的H₂O₂1L，维持温度基本不变，3小时后滴加完毕，保温反应2小时后冷却，降至室温后抽滤和水洗；滤得的固体以氯苯重结晶，得到黄色针状的9,10-蒽醌86.2g，收率73.5％。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims

1.一种H₂O₂液相催化氧化蒽制备9,10-蒽醌的简便方法，其特征在于，具体步骤如下：

2.根据权利要求1所述的H₂O₂液相催化氧化蒽制备9,10-蒽醌的简便方法，其特征在于，所述有机溶剂采用C₄-C₅的醇，催化剂采用偏钒酸钠、偏钒酸铵或钒酸钠中的一种。

3.根据权利要求1所述的H₂O₂液相催化氧化蒽制备9,10-蒽醌的简便方法，其特征在于，所述过滤和重结晶之间还对产品进行水洗。

4.根据权利要求1或2所述的H₂O₂液相催化氧化蒽制备9,10-蒽醌的简便方法，其特征在于，所述催化剂和蒽的质量之比为2-10:100，反应温度为60-90摄氏度，H₂O₂与蒽的摩尔量之比为10-20:1，保温时间为2-10小时。