CN100543012C - 制备1,4-二氨基-2,3-二氰基蒽醌的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种制备1,4-二氨基-2,3-二氰基蒽醌的方法,以1,4-二氨基蒽醌隐色体为原料,邻二氯苯为溶剂,负压下升温脱去体系中的微量水份,用氯磺酸将1,4-二氨基蒽醌隐色体氧化和磺化,再经中和、蒸馏除溶剂、过滤除杂、酸化、抽干洗净,滤饼在氧化剂和缚碱剂存在下,以二甲基甲酰胺与水的混合物为溶剂,用氰化钠氰化,得1,4-二氨基-2,3-二氰基蒽醌。该方法流程短、操作简单、生产成本大幅度降低。1,4-二氨基-2,3-二氰基蒽醌含量达97%以上,总收率90~93%;用本发明新方法制得的1,4-二氨基-2,3-二氰基蒽醌制得的分散蓝60,染料性能优良且分散蓝60收率提高12%左右,经济效益显著。
Description
技术领域
本发明涉及一种制备1,4-二氨基-2,3-二氰基蒽醌的方法。
背景技术
1,4-二氨基-2,3-二氰基蒽醌是一个重要的染料中间体,用它可合成许多性能优良的染料和颜料,目前主要用于分散蓝60的生产。传统的制备方法是以1,4-二氨基蒽醌隐色体为原料,经卤代制得1,4-二氨基-2,3-二氯代蒽醌或1,4-二氨基-2,3-二溴代蒽醌,再磺化得到1,4-二氨基蒽醌-2,3-二磺酸,最后用氰化钠取代,得到1,4-二氨基-2,3-二氰基蒽醌。上述方法中,制备1,4-二氨基蒽醌-2,3-二磺酸,必须经过氯化和磺化两步,不但流程长,总收率低,且产品质量较差。US 4279825公开了一种以1,4-二氨基-2,3-二氯代蒽醌为原料,在硝基苯介质中与硼酸反应得到硼酸酯,然后蒸出硝基苯溶剂,再与亚硫酸钠的水溶液反应的方法得到1,4-二氨基蒽醌-2,3-二磺酸,但该方法所选用的溶剂硝基苯沸点高,蒸馏困难,同时反应中加入的过量硼酸也随溶剂一同蒸出,造成设备腐蚀等故障;BASF公司在DE 4222302.4、CN1085210A、CN 1218798A中,公开了对上述方法的改进,即选取了二甲苯、乙苯以及异丙苯等为溶剂,在与硼酸反应的同时将水份共沸蒸出,所得产品不经溶剂分离直接与亚硫酸钠反应得到1,4-二氨基蒽醌-2,3-二磺酸,然后将溶剂相分出,所得1,4-二氨基蒽醌-2,3-二磺酸与氰化钠反应得到1,4-二氨基-2,3-二氰基蒽醌。但该法所用原料1,4-二氨基-2,3-二氯代蒽醌或1,4-二氨基-2,3-二溴代蒽醌都需要由1,4-二氨基蒽醌隐色体经氧化、卤化制得,不但其原料成本很高,而且收率仅为77%,纯度在87~95%之间;CN 1163262A采用1,4-二氨基蒽醌隐色体为原料,在邻二氯苯介质中用氯化硫酰进行氯化,氯化结束后鼓风赶走过量的氯化硫酰,然后加入硫酸、硼酸及催化剂进行酯化,酯化产生的水采用了与CN 1085210A相同的蒸馏法去除,虽然该方法所用原料价格便宜,将氯化与酯化在同一反应介质中进行,也可降低生产成本,但是,仍存在下述不足:①制备1,4-二氨基蒽醌-2,3-二磺酸仍需要经过氯化、酯化、磺化三步,工艺路线仍较长,因此,其总收率仍不理想,仅为87~90%,而且产品含量较低仅为93.5~94.0%,仍无法满足生产优良染料和颜料的要求;②酯化时,仍采用硫酸和硼酸,对设备的腐蚀仍未解决;③每步操作比较复杂,例如,在氯化后,还要鼓风赶走过量的氯化硫酰及所产生的氯化氢和二氧化硫,然后才能进行酯化;在磺化时,边反应还要边采用吹蒸的方法回收溶剂,因此,操作仍不方便且难于控制。
本发明的目的是:提供一种工艺流程短、产品质量好、收率高、操作简单、生产成本大幅度降低的制备1,4-二氨基-2,3-二氰基蒽醌的新方法。
实现本发明目的的技术方案是:一种制备1,4-二氨基-2,3-二氰基蒽醌的新方法,以1,4-二氨基蒽醌隐色体为原料,其特点是,以邻二氯苯为溶剂,在负压下升温脱去体系中的微量水份,再用氯磺酸将1,4-二氨基蒽醌隐色体氧化和磺化,所得物料经中和、蒸馏除溶剂、过滤除杂、酸化处理后,析出的物料抽干洗净,得到的湿品滤饼1,4-二氨基蒽醌-2-磺酸,在氧化剂和缚碱剂存在下,以二甲基甲酰胺与水的混合物为溶剂,用氰化钠氰化,经过滤、洗净、烘干,制得1,4-二氨基-2,3-二氰基蒽醌。
上述新方法中,在用氯磺酸将1,4-二氨基蒽醌隐色体氧化和磺化时,邻二氯苯溶剂与1,4-二氨基蒽醌隐色体的重量比为8~10/1;氯磺酸与1,4-二氨基-蒽醌隐色体的摩尔比为3.5~4.5/1;磺化温度为110~160℃,优选120~150℃;磺化时间为2~5h。上述磺化工艺条件更能确保产品质量、提高收率。
上述新方法中,在用氯磺酸将1,4-二氨基蒽醌隐色体氧化和磺化时,在磺化后期,还加入助剂氯化亚砜或三氯化磷,使得反应更加彻底;可以选用的助剂有氯化亚砜、三氯化磷等,其用量为1,4-二氨基蒽醌隐色体重量的1~10%。
上述新方法中,在用氰化钠氰化时,所用混合溶剂中,二甲基甲酰胺占20~80%,氰化溶剂与折干的1,4-二氨基蒽醌-2-磺酸的重量比为4~6/1;所述氧化剂用量与1,4-二氨基蒽醌-2-磺酸的摩尔比为0.4~0.6/1;氰化钠与1,4-二氨基蒽醌-2-磺酸的摩尔比为2.5~3.5/1;所述缚碱剂用量与1,4-二氨基蒽醌-2-磺酸的摩尔比为0.8~1.1/1;氰化温度为50~100℃。这样的氰化工艺条件更利于氰化反应的进行并减少氰化钠的危害。
上述新方法中,在用氰化钠氰化时,所述氧化剂是硝基苯或对硝基苯磺酸钠。
上述新方法中,在用氰化钠氰化时,所述缚碱剂是有机酸或无机酸,例如醋酸、盐酸、硫酸等。
上述新方法中,在用氰化钠氰化时,混合溶剂中的二甲基甲酰胺使用后,经蒸馏再循环使用。
本发明的技术效果是:①本发明的新制备方法,在以1,4-二氨基蒽醌隐色体作原料合成1,4-二氨基-2,3-二氰基蒽醌时,只有磺化和氰化两个生产工序,缩短了生产周期;②本发明的新制备方法,磺化所采用的氯磺酸即是磺化剂,也是氧化剂,当加入氯磺酸时,1,4-二氨基蒽醌隐色体先被氯磺酸氧化成1,4-二氨基蒽醌后,直接在同一反应器内磺化得到1,4-二氨基蒽醌-2-磺酸,因此,操作简单容易控制;③本发明的新制备方法,用氰化钠氰化时,由于是以二甲基甲酰胺与水的混合物为溶剂,采用1,4-二氨基蒽醌-2-磺酸湿品滤饼,即可进行氰化,免去了对1,4-二氨基蒽醌-2-磺酸难于实施的干燥操作,减少能耗,而所用二甲基甲酰胺溶剂可以采用简单的蒸馏方法即可回收再利用;④本发明的新制备方法,用氰化钠氰化时,有适量氧化剂和缚碱剂存在,这样,可以使氰化钠的用量控制在适当范围,尽量减少高成本剧毒氰化钠的用量,从而降低生产成本,减少由氰化钠所带来的后处理工作。与传统生产工艺相比,产品1,4-二氨基-2,3-二氰基蒽醌含量大幅度提高,达97%以上,以1,4-二氨基蒽醌隐色体计总收率达90~93%,提高了15%左右;⑤用本发明的新方法制备的1,4-二氨基-2,3-二氰基蒽醌作为中间体用于分散蓝60制备时,所得分散蓝60的染料性能优良,而且分散蓝60收率可提高12%左右,经济效益显而易见。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步具体描述,但不局限于此。
在实施例中所使用的原料,除另有说明外,均为适合染料生产使用的市售工业品。
本发明的制备1,4-二氨基-2,3-二氰基蒽醌的新方法是:以1,4-二氨基蒽醌隐色体为原料,以邻二氯苯为溶剂,在负压下升温脱去体系中的微量水份,再用氯磺酸将1,4-二氨基蒽醌隐色体氧化和磺化,所得物料经中和、蒸馏除溶剂、过滤除杂、酸化处理后,析出的物料抽干洗净,得到的湿品滤饼1,4-二氨基蒽醌-2-磺酸,在氧化剂和缚碱剂存在下,以二甲基甲酰胺与水的混合物为溶剂,用氰化钠氰化,经过滤、洗净、烘干,制得1,4-二氨基-2,3-二氰基蒽醌。
在上述新方法中涉及的主要化学反应是:
1、氧化和磺化
2、氰化
实施例1
在500ml带密封搅拌、温度计、负压系统和滴液漏斗的四口烧瓶中加入邻二氯苯450g,1,4-二氨基蒽醌隐色体45g,负压下于100℃左右脱水约1小时至体系完全无水。然后降温至50~60℃并于1~1.5小时控制温度在70℃以内滴加氯磺酸90g,滴加结束后于3~6小时缓慢升温至135℃并于135~145℃保温反应4小时,用色谱检测1,4-二氨基蒽醌消失为磺化反应终点,然后终止反应,降温,加水约500ml稀释,所得物料用液碱中和后,升温蒸出溶剂(蒸馏过程中适量补加水以维持物料体积),待溶剂充分蒸尽后加入少许活性炭吸附、过滤除杂,滤饼用少量水洗涤,合并滤液及洗液,滴加稀硫酸调节pH值至1以下进行酸化处理,析出的物料抽干洗净,得到1,4-二氨基蒽醌-2-磺酸湿品滤饼,将所得湿品滤饼全部加入500ml带搅拌、温度计及加热套的四口瓶中,然后加入二甲基甲酰胺(DMF)140ml、水100ml、硝基苯11g和氰化钠26g,启动搅拌将物料充分搅匀,将称量好的缚碱剂醋酸10g置于滴液漏斗中,开启加热套缓慢升温,升至70℃后开始滴加醋酸,约1.5~2小时加完,然后继续于70~75℃保温反应至终点,若保温5小时仍不到终点,可酌情补加氰化钠直至1,4-二氨基蒽醌-2-磺酸完全消失,反应结束后趁热抽滤,滤饼用热水充分洗净、烘干,制得成品1,4-二氨基-2,3-二氰基蒽醌50g,以1,4-二氨基蒽醌隐色体计总收率为92.5%,含量为98.4%。
实施例2
在500ml带密封搅拌、温度计、负压系统和滴液漏斗的四口烧瓶中加入邻二氯苯400g,1,4-二氨基蒽醌隐色体45g,负压下于100℃左右脱水约一小时至体系完全无水。然后降温至50~60℃并于1~1.5小时控制温度在70℃以内滴加氯磺酸90g,滴加结束后于3小时缓慢升温至130℃并于130~140℃保温反应,用色谱检测1,4-二氨基蒽醌消失为磺化反应终点,然后终止反应,以下按实施例1相同方法制得1,4-二氨基蒽醌-2-磺酸湿品滤饼,将所得湿品滤饼全部加入500ml带搅拌、温度计及加热套的四口瓶中,然后加入DMF140ml、水100ml、硝基苯11g和氰化钠26g,启动搅拌将物料充分搅匀,将称量好的缚碱剂醋酸10g置于滴液漏斗中,开启加热套缓慢升温至70℃后开始滴加醋酸,约1.5~2小时加完,然后继续于70~75℃保温反应至终点,反应结束后趁热抽滤,滤饼用热水充分洗净、烘干,制得成品1,4-二氨基-2,3-二氰基蒽醌49g,以1,4-二氨基蒽醌隐色体计总收率为90.5%,含量为98.1%。
实施例3:
按实施例1中相同方法和用量进行磺化并制得1,4-二氨基蒽醌-2-磺酸湿品滤饼,将所得湿品滤饼全部加入500ml带搅拌、温度计及加热套的四口瓶中,然后加入DMF140ml、水140ml、硝基苯11g和氰化钠26g,启动搅拌将物料充分搅匀,将称量好的缚碱剂醋酸10g置于滴液漏斗中,开启加热套缓慢升温至70℃后开始滴加醋酸,约1.5~2小时加完,然后继续于70~75℃保温反应至终点,反应结束后趁热抽滤,滤饼用热水充分洗净、烘干,制得成品1,4-二氨基-2,3-二氰基蒽醌50g,以1,4-二氨基蒽醌隐色体计总收率为92.5%,含量为97.1%。
实施例4:
按实施例1中相同方法和用量进行磺化并制得1,4-二氨基蒽醌-2-磺酸湿品滤饼,将所得湿品滤饼全部加入500ml带搅拌、温度计及加热套的四口瓶中,再加入DMF140ml、水100ml、对硝基苯磺酸钠20g和氰化钠25g,启动搅拌将物料充分搅匀,将配制好的缚碱剂20%的稀硫酸45g置于滴液漏斗中,开启加热套缓慢升温,升至70℃后开始滴加稀硫酸,约1.5~2小时加完,然后继续于70~75℃保温反应至终点,反应结束后趁热抽滤,滤饼用热水充分洗净、烘干,制得成品1,4-二氨基-2,3-二氰基蒽醌50g,以1,4-二氨基蒽醌隐色体计总收率为92.5%,含量为97.5%。
实施例5
在500ml带密封搅拌、温度计、负压系统和滴液漏斗的四口烧瓶中加入邻二氯苯450g,1,4-二氨基蒽醌隐色体45g,负压下于100℃左右脱水约1小时至体系完全无水。然后降温至50~60℃并于1~1.5小时控制温度在70℃以内滴加氯磺酸90g,滴加结束后于3~6小时缓慢升温至135℃并并于135~145℃保温反应2h,然后降温到90~100℃,滴加助剂氯化亚砜3g,再升温至135℃保温,用色谱检测1,4-二氨基蒽醌消失为磺化反应终点,然后终止反应,以下按实施例1相同方法和用量制得1,4-二氨基蒽醌-2-磺酸滤饼,将所得湿品滤饼全部加入500ml带搅拌、温度计及加热套的四口瓶中,然后加入DMF140ml、水100ml、硝基苯11g和氰化钠26g,启动搅拌将物料充分搅匀,将称量好的缚碱剂醋酸10g置于滴液漏斗中,开启加热套缓慢升温至70℃后开始滴加醋酸,约1.5~2小时加完,然后继续于70~75℃保温反应至终点,反应结束后趁热抽滤,滤饼用热水充分洗净、烘干,制得成品1,4-二氨基-2,3-二氰基蒽醌50.3g,以1,4-二氨基蒽醌隐色体计总收率为93%,含量为98.3%。
实施例1~5所用溶剂DMF经过蒸馏回收后可以重复使用。
用本发明新方法制得的1,4-二氨基-2,3-二氰基蒽醌,采用现有工艺制备分散蓝60,所得染料性能优良,收率可提高12%左右。
Claims (5)
1、一种制备1,4-二氨基-2,3-二氰基蒽醌的方法,以1,4-二氨基蒽醌隐色体为原料,以邻二氯苯为溶剂,在负压下升温脱去体系中的微量水分,再用氯磺酸将1,4-二氨基蒽醌隐色体氧化和磺化,所得物料经中和、蒸馏除溶剂、过滤除杂、酸化处理后,析出的物料抽干洗净,得到的湿品滤饼1,4-二氨基蒽醌-2-磺酸,其特征在于,将所得湿品滤饼1,4-二氨基蒽醌-2-磺酸在氧化剂和缚碱剂存在下,以二甲基甲酰胺与水的混合物为溶剂,用氰化钠氰化,经过滤、洗净、烘干,制得1,4-二氨基-2,3-二氰基蒽醌;
在用氰化钠氰化时,所用混合溶剂中,二甲基甲酰胺占20~80%,氰化溶剂与折干的1,4-二氨基蒽醌-2-磺酸的重量比为4~6/1;所述氧化剂用量与1,4-二氨基蒽醌-2-磺酸摩尔比为0.4~0.6/1;氰化钠与1,4-二氨基蒽醌-2-磺酸摩尔比为2.5~3.5/1;所述缚碱剂用量与1,4-二氨基蒽醌-2-磺酸摩尔比为0.8~1.1/1;氰化温度为50~100℃;
所述缚碱剂是醋酸、盐酸或硫酸。
2、根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在用氯磺酸将1,4-二氨基蒽醌隐色体氧化和磺化时,邻二氯苯溶剂与1,4-二氨基蒽醌隐色体的重量比为8~10/1;氯磺酸与1,4-二氨基蒽醌隐色体的摩尔比为3.5~4.5/1;磺化温度为110~160℃;磺化时间为2~5h。
3、根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,在用氯磺酸将1,4-二氨基蒽醌隐色体氧化和磺化时,在磺化后期,还加入助剂氯化亚砜或三氯化磷,其用量为1,4-二氨基蒽醌隐色体重量的1~10%。
4、根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在用氰化钠氰化时,所述氧化剂是硝基苯或对硝基苯磺酸钠。
5、根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在用氰化钠氰化时,混合溶剂中的二甲基甲酰胺使用后,经蒸馏再循环使用。
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Assignee: JIANGSU HUAER CHEMICAL CO., LTD. Assignor: Jiangsu Yabang Dyestuffs Co., Ltd. Contract record no.: 2011320000877 Denomination of invention: Bacillus lichenformis B-05571 and application in preparation of 1,3-dihydroxy acetone Granted publication date: 20090923 License type: Exclusive License Open date: 20070711 Record date: 20110622 |