CN103319379B - 一种蒽醌类化合物的合成工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及有机合成领域，具体涉及一种蒽醌类化合物的合成工艺。本发明提供了经1,4-二羟基蒽醌与对甲苯胺在催化剂作用下缩合得到1,4-二对甲苯胺基蒽醌和在有机溶剂作用下1,4-二对甲苯胺基蒽醌经SO3磺化反应得到1,4-二(2-磺基-4-甲基苯胺基)蒽醌的合成工艺。本发明对现有工艺进行大幅度改进，不仅节省了原料，改进了产品质量，降低了产品成本，更重要的是使得工业生产的废水及废酸含量明显降低，且易于处理，对环境友好。

Description

一种蒽醌类化合物的合成工艺
技术领域
本发明涉及有机合成领域，具体涉及一种蒽醌类化合物的合成工艺。
背景技术
蒽醌类化合物是一类非常重要的染料。传统合成工艺中，合成1,4-二对甲苯胺基蒽醌时，对甲苯胺同时作为反应原料和溶剂，因而用量巨大，其与原料1,4-二羟基蒽醌物质的量比高达8:1。反应完成后，需要在高温下加水对溶剂进行分离，溶剂分离能耗较大。而且，反应后有大量有机废物存在，处理过程繁琐且成本较高。同时，对甲苯胺具有一定毒性和气味，会对操作人员的身体和安全造成一定影响。
在合成1,4-二(2-磺基-4-甲基苯胺基)蒽醌时，传统工艺的磺化主要采用过量硫酸与发烟硫酸的混合酸。硫酸在工艺中不仅是磺化剂，同时还是溶剂和脱水剂，用量非常大，一般约为反应原料用量的5倍。其反应过程耗酸量大、二次污染严重，同时反应生成的磺酸与硫酸形成混酸废液，不仅废水、废酸处理困难，而且对环境造成污染。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种节能、环保的蒽醌类化合物的合成工艺。
本发明解决上述技术问题的技术方案包括以下步骤：
（1）1,4-二羟基蒽醌与对甲苯胺在催化剂作用下进行缩合反应，得到1,4-二对甲苯胺基蒽醌，其结构式如下：
（2）将步骤（1）得到的1,4-二对甲苯胺基蒽醌与磺化剂SO3在有机溶剂中反应，得到1,4-二(2-磺基-4-甲基苯胺基)蒽醌，其结构式如下：
上述蒽醌类化合物的合成工艺步骤（1）中，所述催化剂为H3BO3；反应在水相中进行。
上述蒽醌类化合物的合成工艺步骤（1）中，反应温度为95～100℃。
上述蒽醌类化合物的合成工艺步骤（2）中，所述磺化剂为气态SO3。
上述蒽醌类化合物的合成工艺步骤（2）中，所述有机溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇、二氯甲烷或石油醚中的任一种。
与现有技术相比，本发明具有如下技术效果：
1）本发明的蒽醌类化合物的合成工艺中，对甲苯胺只作为原料使用，
用量大幅降低，节省了原料；
2）本发明的蒽醌类化合物的合成工艺中，1,4-二对甲苯胺基蒽醌的合成在水相中进行，而它在水中的溶解度很低，因而能在保证产品收率较高的同时，减少了精制纯化过程，缩短了工艺流程，从而降低了生产成本；
3）本发明的蒽醌类化合物的合成工艺中，1,4-二(2-磺基-4-甲基苯胺基)蒽醌的合成所使用的磺化剂为气态SO3，对设备无腐蚀，同时SO3的用量可接近理论消耗量，反应不生成水，而且反应快，产生的“三废”少，同时无废酸产生。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明，但本发明的保护范围并不限于此。
实施例1
1,4-二对甲苯胺基蒽醌的合成
将100mmol1,4-二羟基蒽醌和200mmol对甲苯胺加入装有400ml水的圆底烧瓶中，随后加入210mmol硼酸。然后在95℃下快速搅拌反应10小时。TLC点板跟踪反应完全，反应结束后，将反应液进行热过滤，所得固体用100ml水洗涤两次，干燥，得到蓝绿色固体36.1克。熔点为220-222℃，收率为86.4%。
实施例2
1,4-二对甲苯胺基蒽醌的合成
将100mmol1,4-二羟基蒽醌和200mmol对甲苯胺加入装有400ml水的圆底烧瓶中，随后加入210mmol硼酸。然后在100℃快速搅拌反应10小时。TLC点板跟踪反应完全，反应结束后，将反应液冷却至25℃过滤，所得固体用100ml水洗涤两次，干燥，得到蓝绿色固体38克。熔点为219-221℃，收率为91.8%。
实施例3
1,4-二(2-磺基-4-甲基苯胺基)蒽醌的合成
将100mmol1,4-二对甲苯胺基蒽醌溶于装有150ml甲醇的三口烧瓶中，室温下搅拌中通入SO3气体。TLC点板跟踪反应完全，反应结束后，将反应液冷却至10℃过滤，所得固体用30ml甲醇洗涤，干燥，得到绿色固体54克，收率为86%。
实施例4
1,4-二(2-磺基-4-甲基苯胺基)蒽醌的合成
将100mmol1,4-二对甲苯胺基蒽醌溶于装有180ml乙醇的三口烧瓶中，室温下搅拌中通入SO3气体。TLC点板跟踪反应完全，反应结束后，将反应液冷却至10℃过滤，所得固体用30ml乙醇洗涤，干燥，得到绿色固体58克，收率为93%。
实施例5
1,4-二(2-磺基-4-甲基苯胺基)蒽醌的合成
将100mmol1,4-二对甲苯胺基蒽醌溶于装有180ml异丙醇的三口烧瓶中，室温下搅拌中通入SO3气体。TLC点板跟踪反应完全，反应结束后，将反应液冷却至10℃过滤，所得固体用30ml异丙醇洗涤，干燥，得到绿色固体55克，收率为88%。
实施例6
1,4-二(2-磺基-4-甲基苯胺基)蒽醌的合成
将100mmol1,4-二对甲苯胺基蒽醌溶于装有200ml二氯甲烷的三口烧瓶中，室温下搅拌中通入SO3气体。TLC点板跟踪反应完全，反应结束后，将反应液冷却至10℃过滤，所得固体用40ml二氯甲烷洗涤，干燥，得到绿色固体50.7克，收率为81.5%。
实施例7
1,4-二(2-磺基-4-甲基苯胺基)蒽醌的合成
将100mmol1,4-二对甲苯胺基蒽醌溶于装有250ml石油醚的三口烧瓶中，室温下搅拌中通入SO3气体。TLC点板跟踪反应完全，反应结束后，将反应液冷却至10℃过滤，所得固体用50ml石油醚洗涤，干燥，得到绿色固体51.3克，收率为82.4%。

Claims (4)

1.一种蒽醌类化合物的合成工艺，包括如下步骤： 
(1)1,4-二羟基蒽醌与对甲苯胺在催化剂H3BO3作用下在水相中进行缩合反应，得到1,4-二对甲苯胺基蒽醌，其结构式如下： 
(2)将步骤(1)得到的1,4-二对甲苯胺基蒽醌与磺化剂SO3在有机溶剂中反应，得到1,4-二(2-磺基-4-甲基苯胺基)蒽醌，其结构式如下： 
2.根据权利要求1所述的蒽醌类化合物的合成工艺，所述步骤(1)的反应温度为95～100℃。 
3.根据权利要求1所述的蒽醌类化合物的合成工艺，所述步骤(2)的磺化剂为气态SO3。 
4.根据权利要求1所述的蒽醌类化合物的合成工艺，所述步骤(2)的有机溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇、二氯甲烷或石油醚中的任一种。 
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Assignor: Xiangtan Kaiyuan Chemical Co., Ltd.

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Denomination of invention: Process for synthesizing anthraquinone compound

Granted publication date: 20140820

License type: Exclusive License

Record date: 20150601

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Effective date of registration: 20160628

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Patentee after: Jiangxi Kaiyuan biological medicine science and Technology Co Ltd

Address before: 411102 bamboo port, Xiangtan, Hunan

Patentee before: Xiangtan Kaiyuan Chemical Co., Ltd.