蒽醌性质、用途与生产工艺
蒽醌是指在C9，C10位具有羰基的蒽类化合物，属稠环有机化合物，又称9，10-蒽酮，9，10-蒽醌，1835年Laurent用硝酸氧化蒽，首次制得蒽醌。蒽醌的衍生物都是有颜色的，在自然界广泛存在，天然产物中大多数的蒽醌类化合物都含有羟基，常以游离状态或与糖结合成甙的状态存在。游离状态的蒽醌类及其甙类经常共存于同一植物中。许多致泻的中药如大黄、芦荟、番泻叶、泻鼠李实等就含有致泻的蒽醌类衍生物。有些天然的蒽醌类化合物可作为染料，如茜草中所含的茜根素和羟基茜素等。蒽醌类成分常存在于高等植物的蓼科、豆科、茜草科、鼠李科植物中，以及低等植物地衣类和菌类的代谢产物。
从理论上讲，蒽醌可能有10种异构体，目前，制得的较为稳定的只有1，2-蒽酯、1，4-蒽醌和9，10-蒽醌3种，通常所指蒽醌即为9，10-蒽醌，从乙醇或苯中析出者为单斜晶系黄色针状结晶，从硫酸水溶液中析出者为正交晶系双锥形黄色结晶。相对分子质量208.23。相对密度1.438(4℃)。熔点286℃。沸点379.8℃。闪点85℃。能升华。450℃略有分解。易溶于热苯和热甲苯，难溶于冷苯，不溶于水，微溶于乙醇、乙醚和氯仿。能溶于浓硫酸。热稳定性好；易被溴化、磺化、硝化，不易被浓硫酸磺化，可被发烟硫酸磺化；蒽醌的还原性较特殊，在连二亚硫酸钠的碱溶液中被还原为9，10-二羟基蒽醌钠盐；与锌粉及氨同时作用时，被还原为蒽；在氢碘酸、磷及碘的混合物作用下，还原生成9，10-二羟基蒽；与硼氢化钠作用，还原生成9，10-二氢-9，10-二羟基蒽；也可被氢化铝锂、乙硼烷、镍-铝合金等还原；能与格氏试剂反应，生成1，4-加成物；不易被氧化；不易被亲电子基取代；蒽醌不能形成苯腙，但能与羟胺、苯肼反应生成单肟或单苯腙。
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蒽醌主要用于染料生产，是媒染染料、酸性染料和还原染料的主要原料。
蒽醌很早就已用作蒽醌类染料的原料，在染料工业占有重要的地位。蒽醌衍生物已在过氧化氢生产过程和纸浆工业中大量使用。
由蒽醌可衍生成许多中间体 (特别是氨基蒽醌、羟基蒽醌类)。这些蒽醌衍生物用于合成还原染料、酸性染料、活性染料等高级染料。
此外，由蒽醌氢化生成的蒽氢醌，可在空气中被迅速氧化逆转为蒽醌，同时产生过氧化氢。
利用上述原理，在工业上用于制造过氧化氢。在实际生产上，因为使用溶剂苯和高级醇的混合溶剂，所以使用的蒽醌是在此混合溶剂中溶解度好的2-乙基蒽醌或2-叔丁基蒽醌。
由蒽醌衍生的许多中间体 (特别是氨基蒽醌、羟基蒽醌等) 可合成瓮染料、酸性染料、反应染料等许多高级染料。用于生产过氧化氢。在纸浆生产过程中添加蒽醌和四氢蒽醌，能提高效率，因此作为纸浆添加剂的用途正在扩大。
蒽醌分散染料是具有蒽醌结构的分散染料。分散染料系指在分散剂存在下，将染料分散于染浴中的一种染料。这类染料分子中含有极性基团，但不含水溶性基团，所以在水中的溶解度低。在蒽醌核上的α-位为氨基或羟基者占大多数。蒽醌染料均难溶于水。吸光系数为 10000～25000左右，是偶氮染料的1/2～1/3，所以对纤维的着色力从根本上讲较偶氮染料差。在高浓度染色的海军蓝及黑色范围内，很少采用蒽醌染料;但蒽醌分散染料色泽鲜艳，所以多用于红色、黄色或蓝色的染色。从蒽醌分散染料的显色结构来看，染色时不受水解性、还原作用的影响，所以耐光坚牢度好、化学稳定性好、使用方便，仍占有很重要的地位，在分散染料中约占20%。染色时，以木素磺酸及β-萘磺酸的福尔马林缩合物为分散剂，同时进行微粒化，分散于水浴中与纤维一起进行热处理。蒽醌分散染料有一缺点，是其他染料所没有的，可以被大气中的氮氧化物及硫氧化物作用而退色，即气体退色现象。这种现象与α-位氨基的碱性有关。为克服这一缺点，可用芳基氨代替烷基氨，并引入卤原子、氰基和硝基等亲电子基，例如美国 Eastman公司研制的染料C.I.分散蓝27。此外，较有代表性的蒽醌分散染料尚有C、I.分散蓝56、C.I.分散蓝87和C.I.分散红92。
参考资料：家驹 主编;包文滁,王伯英,李顺平 合编.实用精细化工辞典.北京：中国轻工业出版社。
化学性质
黄色针状结晶。 溶于乙醇、乙醚和丙酮，不溶于水。
用途
用作造纸制浆蒸煮助剂，可降低用碱量，缩短蒸煮时间。
用途
有机合成中高级染中间体，如阴丹士林类还原染料、酸性染料、部份活性染料重要原料。
用作造纸蒸煮剂及双氧水原料等,可降低用碱量，缩短蒸煮时间。
用作造纸制浆蒸煮剂 在碱法蒸煮液中只需加入少量蒽醌,即可加快脱木素的速度,缩短蒸煮时间,提高纸浆得率,减少废液负荷。目前使用蒽醌添加剂的造纸厂越来越多。
用途
蒽醌绝大部分用于染料方面，但用作制纸浆的蒸解助剂的用量已在迅速增加。（1）用于染料的生产 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。（2）用作造纸制浆蒸煮剂 在碱法蒸煮液中只需加入少量蒽醌，即可加快脱木素的速度，缩短蒸煮时间，提高纸浆得率，减少废液负荷。目前使用蒽醌添加剂的造纸厂越来越多。蒽醌作为蒸煮添加剂的消费量增长得很快。蒽醌还有其他的应用领域。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。
生产方法
在第一次世界大战前，蒽醌产量很小，仅有以重铬酸钠将蒽氧化为蒽醌的一种生产方法。20世纪40年代发展了蒽的气相催化氧化法。目前，在美国广泛采用苯酐法。近年来，又发展了萘醌法和苯乙烯法。1.蒽气相催化氧化法蒽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，反应器有固定床和硫化床两种类型。 我国蒽醌生产厂大多采用固定床反应器，用含量大于90%的精蒽，熔化后用300℃左右的热空气以1560立方米/h的流速带出汽化精蒽，在热风管道中混合后通过固定床催化氧化的列管反应器，总收率达80%-85%。原料消耗定额：精蒽（90%）1260kg/t。氧化蒽醌所用原料精蒽来自煤焦油蒸馏，不含无机离子。氧化蒽醌的生产过程中，主要采用蒸馏和气相催化氧化，没有废水废气产生，不会产生氯离子、硫酸根离子和铁离子等，所以氧化蒽醌在用作高档染料方面具有竞争优势。其缺点是原料精蒽受煤焦油产品的制约。2.苯酐法 以苯酐、苯为原料，以三氯化铝为催化剂，进行付-克（Friedel-Crafts）反应，然后用浓硫酸脱水生成蒽醌。苯酐法又分为溶剂法、球磨法和气相缩合法。我国大多采用溶剂法，即以过量的苯为溶剂。此法原料易得，可以从石油做起，具有反应温度低、设备简单、副反应少等优点。缺点是污染严重，三氯化铝废酸水不易处理，而且生产成本高。我国合成蒽醌均采用苯酐法。原料消耗定额：苯酐768kg/t、纯苯700kg/t、硫酸（98%）1364kg/t、三氯化铝1554kg/t、发烟硫酸1000kg/t。3.萘醌法以萘醌和丁二烯为原料，以氯化亚铜为催化剂，进行缩合反应、脱氢后得蒽醌。由于石油化工的飞速发展，提供了此法所用的大量原料丁二烯和萘醌。该法具有消耗低、三废少等优点，在日本和美国萘醌法已达到相当规模，有发展前途。日本川崎公司使用此法生产。我国科研部门进行过大量研究，虽然小式、中式均已成功，但未工业化生产。该法的缺点是萘醌和丁二烯本身价格较高，目前，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。4.苯乙烯法 由苯乙烯先进行二聚反应，然后氧化成邻苯酰基苯甲酸，再环合成蒽醌。该方法的优点是原料易得，没有苯酐法的铝盐废水引起的公害问题，产品成本较低。但反应条件较苛刻，技术复杂，设备要求高，是德国BASF研究的新成果，但目前还未放大到工业生产规模。此外，日本三井化学公司获得了以甲苯为原料制备蒽醌的专利。由于工艺简单、原料便宜，引起了人们的关注。
生产方法
精蒽氧化法
气相固定床氧化法 将精蒽加入气化室加热气化后与空气混合，二者比例为1︰（50～100）。混合气体进入氧化室，在V
2O
5催化下于（389±2） ℃下氧化，经薄壁冷凝后即得产品。
液相氧化法 将精蒽计量后加入反应釜，再加入三氯苯在搅拌下溶解。然后滴加硝酸，控制反应温度105～110 ℃，将副产物NO排除，反应6～8 h后，减压蒸出溶剂，冷却结晶。得产品。此法设备腐蚀严重。
苯酐法 将苯酐计量后加入反应釜，加苯在搅拌下加热熔解。加热至370～470 ℃，使混合气通过硅铝催化剂进行气相缩合。得产品。
羧基合成法 将计量的苯加入反应釜，在4.88 MPa下通CO，于200 ℃反应4 h，一直通到CO压力不再下降，反应结束。经处理得产品。
类别
农药
毒性分级
低毒
急性毒性
口服- 小鼠 LD50: 5000 毫克/ 公斤; 口服-大鼠 LDL0: 15000 毫克/公斤
可燃性危险特性
明火高温可燃; 燃烧产生刺激烟雾
储运特性
库房通风低温干燥
灭火剂
干粉,泡沫,二氧化碳, 雾状水
职业标准
STEL 5 毫克/ 立方米
蒽醌
上下游产品信息
上游原料
下游产品
蒽酮
2,6-二氨基蒽醌
蒽醌-1,5-二磺酸
还原绿 3
1-蒽醌磺酸
1,5-二氯蒽醌
1-氯蒽醌
9,10-二甲基蒽
过氧化氢
1,5-二硝基蒽醌
1,2-二羟基蒽醌
2-蒽醌磺酸
正己酸乙酯
1,8-二硝基蒽醌
1,4,5,8-四氯蒽醌
苯并蒽酮
2,3-二甲基蒽醌
分散兰 56
直接耐晒绿 5GLL
1-氨基蒽醌
1,5-二氨基蒽醌
2-溴蒽醌
蒽醌-1,8-二磺酸