1-硝基蒽醌的制备方法

2020/10/18 17:56:53

背景及概述[1]

1-硝基蒽醌是一种化工中间体,可用于合成1-氨基蒽醌。1-氨基蒽醌是一种红宝石色晶体,不溶于水,溶于乙醇、乙醚、氯仿、丙酮、苯、冰醋酸,主要用于制蒽醌染料、药物及测定亚硝酸盐等,有轻微毒性。1-氨基蒽醌是重要的染料中间体,可用于制备还原染料、酸性染料、分散染料、反应性染料和直接染料。

制备方法[1]

目前全世界合成1-硝基蒽醌的主要方法分为纯硝酸硝化、混酸(硝酸+硫酸)硝化和溶剂硝化三类。纯硝酸硝化法和混酸(硝酸+硫酸)硝化法因酸的耗量大,收率低,废水严重,几近淘汰。随着溶剂硝化法的推广应用,我国的1-氨基蒽醌生产工艺水平迅速进入世界前列,并促进了一系列下游产品生产技术的提高。溶剂硝化法可以采用的溶剂有二氯乙烷、DMF、氯苯、DEF、甲苯等。

张劲松(溶剂法生产1-硝基蒽醌及其衍生物的工业化.染料与染色,2007,vol.44(5):49-53)公开了溶剂法制备1-硝基蒽醌的工业生产实例,最终会得到75%-87%的1-硝基蒽醌,还会得到一些副产物和杂质,主要含有1,5-二硝基蒽醌、1,6-二硝基蒽醌、1,7-二硝基蒽醌、1,8-二硝基蒽醌、2-硝基蒽醌和未参加反应的蒽醌等成分,因此需要进行多次重结晶提纯才能得到高品质的1-硝基蒽醌,而且提纯过程不仅会使1-硝基蒽醌的收率降低,还会产生大量废渣,这样会造成严重的环境污染和资源浪费。

专利CN103435492A公开了一种利用五氧化二氮硝化合成1-硝基蒽醌的方法。这两种方法都使用非硝酸的新型的硝化剂,减少了废渣,提高了产率。但是O3-NO2硝化体系对催化剂的选择要求比较高,五氧化二氮硝化体系的相对成本比较高,不利于大规模生产。

专利CN104086430A公开了一种1-氨基蒽醌的合成方法,该方法是在混合溶剂中在催化剂作用下通过调节蒽醌和硝酸的用量,控制硝化深度,利用混酸硝化法对蒽醌发生部分硝化,生成1-硝基蒽醌,进而还原反应合成1-氨基蒽醌的方法。所用溶剂是二氯乙烷、二甲基甲酰胺、二甲苯、氯苯和甲苯中的一种或几种;所用混酸指发烟硝酸和发烟硫酸形成的混合物。所用催化剂是对甲苯磺酸及其盐。但原料反应不完全,造成了极大的浪费,且所用的催化剂不易分离容易带入最终产品中。

CN201810884509.5提供一种1-氨基蒽醌的合成方法,先利用混合溶剂混酸硝化法合成1-硝基蒽醌,进而还原反应合成1-氨基蒽醌,本方法获得的产品1-氨基蒽醌纯度高(99%以上),不用精制,生产成本低,操作简便。

该方法是以硝酸和蒽醌来制备1-硝基蒽醌,采用甲基咪唑溴离子液体作为溶剂和催化剂,在甲基咪唑溴离子液体的作用下通过调节蒽醌和硝酸的用量,控制硝化深度,使反应主要生成1-硝基蒽醌,将反应后得到的1-硝基蒽醌混合物进行还原,得到1-氨基蒽醌,经提纯分离,分别得到高纯度1-氨基蒽醌,本方法操作工艺简单、产生的废渣废液少,便于实现工业化生产。

为了达到上述技术目的,本发明采用如下技术方案。

一种1-氨基蒽醌的合成方法,包括下列步骤:

a)将蒽醌加入甲基咪唑溴离子液体中,然后逐滴加入浓硝酸,控制滴加过程中反应温度在10~20℃内,滴加结束后继续硝化反应1~3小时,反应结束后,静置分层,获得甲基咪唑溴离子液体层和1-硝基蒽醌产物层,得到的甲基咪唑溴离子液体可不经分离直接循环利用;

b)将1-硝基蒽醌产物层不经分离直接加入硫氢化钠水溶液中,室温下反应3~5小时,反应结束后将得到的还原产物加入酸溶液中,反应结束后,过滤分离,滤渣为蒽醌;滤液为1-氨基蒽醌盐水溶液,用碱溶液调节滤液的pH=8~10,过滤,得高纯1-氨基蒽醌。

主要参考资料

[1] CN201810884509.5 一种1-氨基蒽醌的合成方法

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