CN108752180A - 光催化氯气直接氯化制备1-氯蒽醌的方法 - Google Patents
光催化氯气直接氯化制备1-氯蒽醌的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108752180A CN108752180A CN201810791455.8A CN201810791455A CN108752180A CN 108752180 A CN108752180 A CN 108752180A CN 201810791455 A CN201810791455 A CN 201810791455A CN 108752180 A CN108752180 A CN 108752180A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- chlorine
- chloroanthraquinones
- photocatalysis
- prepares
- direct chlorination
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C46/00—Preparation of quinones
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C2603/00—Systems containing at least three condensed rings
- C07C2603/02—Ortho- or ortho- and peri-condensed systems
- C07C2603/04—Ortho- or ortho- and peri-condensed systems containing three rings
- C07C2603/22—Ortho- or ortho- and peri-condensed systems containing three rings containing only six-membered rings
- C07C2603/24—Anthracenes; Hydrogenated anthracenes
Abstract
本发明公开了一种光催化氯气直接氯化制备1‑氯蒽醌的方法,其包括以下步骤:将1‑硝基蒽醌、助熔剂及助催化剂加入到反应容器中,加热至熔融;将氯气加热后通过紫外光灯照射室,经从底部通入到反应容器中;从反应容器顶部通入氮气,尾气通入碱液中吸收,待1‑硝基蒽醌含量小于0.5%时停止通氯气,保持通氮,保温反应0.1~2h,得到1‑氯蒽醌粗品。本发明的有益效果是:通过利用紫外光催化,催化氯气直接合成1‑氯蒽醌,避免了有机物催化带来的环境污染和成本问题,降低了反应温度,提高了反应的选择性,提高了收率,实现了1‑氯蒽醌合成过程中重金属零排放,废渣零排放。
Description
技术领域
本发明属于化工技术领域,具体涉及光催化氯气直接氯化制备高纯度1-氯蒽醌的方法。
背景技术
1-氯蒽醌主要用于染料和有机合成领域,以1-氯蒽醌为中间体的染料达30多种。全球范围内,1-氯蒽醌在各应用领域的消费比例依次是染料98.5%,有机合成1.5%。1-氯蒽醌在各应用领域年增长率依次是染料10.0%,有机合成13%。2011年全球需求量达到1732吨,2013年达到2098吨,其中,85%以上产能是在中国; 2017年全球需求将达2800吨。
传统的生产方法主要包含四种:汞定位法,苯酐原料法,亚硫酸盐磺化法和硝基蒽醌直接氯化法。其中汞定位法主要用于早期生产1-氯蒽醌,合成过程中需要使用汞作为定位催化剂,虽然合成步骤简单,收率高,但是产品中含有汞残留,对产品的质量产生很大的影响,同时对人类健康和环境产生极大的危害,目前已被淘汰。苯酐为原料合成法通过硝化,氯代,开环,闭环等一系列反应合成 1-氯蒽醌的路线太长,产率太低,以苯酐计只能达到30%。亚硫酸钠磺化法需要浓亚硫酸钠溶液中才可反应,因此要消耗大量的亚硫酸钠,反应时间长,磺化产品收率相对较低,在70%以下。直接氯代法是以1-硝基蒽醌为原料,在高温下通氯气将硝基用氯原子取代直接生产1-氯蒽醌。此方法反应原理简单,路线短,通过对反应条件优化,使之成为一条可靠高效的合成1-氯蒽醌的方法。
苯酐法合成1-氯蒽醌最早是由日本人提出,是先将苯酐氯化生成3-氯苯酐,再由苯在无水三氯化铝和浓硫酸的催化下进行缩合。Konshi Kenichi、蔡鲁航和任永昌、赵红坤等人对该工艺做出了研究。这种工艺解决了汞带来的一系列问题,但是,同时也存在一些问题,例如,3-氯苯酐本身不易得,苯酐在氯化时3-氯苯酐收率低而且不易于副产物分离、合成的纯度偏低,达不到高纯度1-氯蒽醌的要求。
据日本化学会志报道,伊藤建产等人研究了,蒽醌或蒽醌肟在硫酸溶剂中,在醋酸钯的催化下,100℃通氯能直接得到1-氯蒽醌,但是转化率只有30%左右,同时钯作为一种贵金属,在没有真正解决回收之前,这种方法没有实际的工业意义。
氯气直接氯化1-硝基蒽醌合成1-氯蒽醌的方法,最先由F.H.Day提出在惰性有机溶剂中进行,但并未获得成功,主要原因是,收率偏低,有机溶剂容易与氯气发生反应,给分离带来困难。1976年拜耳公司提出将1-硝基蒽醌加入少量1-氯蒽醌作为助熔剂,在240℃下通入氯气,纯度只有93%。合肥工业大学冯乙巳等人在专利CN101863752A中提到一种氯气直接氯化1-氯蒽醌的方法,其特征在于氯化是在内置有分布器的反应塔中逆流式进行,在分布器的作用下逆流的两相相互均匀分散并与150℃~170℃下完成氯化过程,该方法是在12%的助熔剂和0.1-0.3%催化剂(自由基引发剂和有机膦化合物)作用下发生的自由基氯代反应,粗品含量在90%左右,经过磺基转化和重结晶两步提纯可得到大于99%的高纯1-氯蒽醌。
随着1-硝基蒽醌的合成技术进步,1-硝基蒽醌合成工艺的收率和纯度越来越高,这给氯气直接氯化1-硝基蒽醌来合成1-氯蒽醌技术带来了契机,它有望成为当前最经济最环保最符合当前实际情况的1-氯蒽醌合成工艺。但是,目前公开报道的无论是间歇式或连续化的氯气直接氯化工艺,都无可避免的使用高温或有机引发剂,这对安全生产和环境危害产生了不确定性的因素,同时也增加了副反应产生的几率,降低了产品的纯度和收率。因此,目前亟需开发一种不需要使用高温或有机引发剂的氯气直接氯化法,以提高生产的安全性,降低环境危害,并能够进一步提高1-氯蒽醌的产品质量。
发明内容
本发明的目的在于提供一种不需要使用高温或有机引发剂的1-氯蒽醌直接氯化合成方法。
在本发明的第一方面,提供了一种光催化氯气直接氯化制备1-氯蒽醌的方法,其包括以下步骤:
(1)将1-硝基蒽醌、助熔剂及助催化剂加入到反应容器中,加热至熔融;
(2)将氯气加热后通过紫外光灯照射室,经从底部通入到反应容器中;
(3)从反应容器顶部通入氮气,尾气通入碱液中吸收,待1-硝基蒽醌含量小于0.5%时停止通氯气,保持通氮,保温反应0.1~2h,得到1-氯蒽醌粗品。
优选的,所述步骤(1)中使用的助熔剂为1-氯蒽醌。
优选的,所述步骤(1)中使用的助催化剂为碱金属氯化物;所述碱金属氯化物包括氯化钠、氯化钾、氯化锂等等。
优选的,所述步骤(1)中使用的1-硝基蒽醌原料纯度≥97%。
优选的,所述步骤(1)中助熔剂的用量为1-硝基蒽醌质量的15~25%。
优选的,所述步骤(1)中助催化剂的用量为1-硝基蒽醌质量的1~3%。
优选的,所述步骤(1)中加热温度为150~170℃。
优选的,所述步骤(2)中加热后的氯气平均在紫外光照射室中停留的时间为5~10s。
优选的,所述步骤(2)中将氯气加热至80~120℃后通过紫外光灯照射室。
优选的,所述步骤(2)中紫外光灯的波长为200-450nm。
优选的,所述步骤(3)中氮气与氯气的流速比为1:2~3。
优选的,所述光催化氯气直接氯化制备1-氯蒽醌的方法还包括精制步骤:将1-氯蒽醌粗品粉碎至直径0.2~0.3厘米,然后放入质量浓度为2~4%的氢氧化钠水溶液中进行乳化,乳化颗粒达到0.2~2微米之间,然后过滤,滤渣用质量浓度为2~4%的氢氧化钠水溶液洗涤一次,然后水洗至中性,烘干后得到成品,经高效液相检测1-氯蒽醌含量>99.5%,其中1-硝基蒽醌含量<0.2%。避免了传统纯化过程中工序复杂、条件苛刻、溶剂损失和废水污染的问题,后处理阶段废水的排放量较原工艺减少90%以上。
本发明的有益效果是:通过利用紫外光催化,催化氯气直接合成1-氯蒽醌,避免了有机物催化带来的环境污染和成本问题,降低了反应温度,提高了反应的选择性,提高了收率,实现了1-氯蒽醌合成过程中重金属零排放,废渣零排放。
具体实施方式
以下通过具体实施例来说明本发明的技术方案,但本发明的保护范围不限于此。
本发明中化合物中文命名和化学结构式有冲突的,以化学结构式为准。
实施例1:
(1)将纯度为98%的1-硝基蒽醌102克、助熔剂1-氯蒽醌15克以及助催化剂氯化钠3克加入到反应容器中,加热到150℃,使其熔融;
(2)将氯气通过加入管加热到80℃后通过紫外光灯照射室,氯气平均在紫外光照射室中停留的时间为5s,从底部通入到搅拌充分反应容器中,氯气的通入速率为200ml/min;紫外光灯照射室中采用1kw的紫外灯,其光谱范围为350-450nm;
(3)从反应容器顶部通入氮气,氮气的通入速率为100ml/min,尾气通入碱液中吸收,待1-硝基蒽醌含量小于0.5%时停止通氯气,保持通氮气,保温半小时,反应结束后干燥得到黄绿色固体112.7g,经液相色谱分析1-氯蒽醌含量为92.8%,产率为93.5%。
实施例2:
(1)将纯度为99%的1-硝基蒽醌101克、助熔剂1-氯蒽醌25克以及助催化剂氯化钠1克加入到反应容器中,加热到170℃,使其熔融;
(2)将氯气通过加入管加热到120℃后通过紫外光灯照射室,氯气平均在紫外光照射室中停留的时间为10s,从底部通入到搅拌充分反应容器中;氯气的通入速率为300ml/min;紫外光灯照射室中采用1kw的紫外灯,其光谱范围为350-450nm;
(3)从反应容器顶部通入氮气,氮气的通入速率为100ml/min,尾气通入碱液中吸收,待1-硝基蒽醌含量小于0.5%时停止通氯气,保持通氮,保温半小时,反应结束后干燥得到黄绿色固体113.2g,经液相色谱分析1-氯蒽醌含量为93.0%,产率为94.1%。
实施例1和2制备得到的1-氯蒽醌的氢谱数据如下:1H NMR(CDCl3,400MHz) δ :7.66(s,1H) ,7.76(s,1H) ,7.78(s,1H) ,7.80(s,1H) , 8. 21 (s, lH) , 8. 26 (s,lH), 8. 26 (s, lH).
以上述依据本发明的理想实施例为启示,通过上述的说明内容,相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内,进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容,必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (10)
1.一种光催化氯气直接氯化制备1-氯蒽醌的方法,其特征在于包括以下步骤:
(1)将1-硝基蒽醌、助熔剂及助催化剂加入到反应容器中,加热至熔融;
(2)将氯气加热后通过紫外光灯照射室,经从底部通入到反应容器中;
(3)从反应容器顶部通入氮气,尾气通入碱液中吸收,待1-硝基蒽醌含量小于0.5%时停止通氯气,保持通氮,保温反应0.1~2h,得到1-氯蒽醌。
2.如权利要求1所述的光催化氯气直接氯化制备1-氯蒽醌的方法,其特征在于,所述步骤(1)中使用的助熔剂为1-氯蒽醌。
3.如权利要求1所述的光催化氯气直接氯化制备1-氯蒽醌的方法,其特征在于,所述步骤(1)中使用的助催化剂为碱金属氯化物。
4.如权利要求1所述的光催化氯气直接氯化制备1-氯蒽醌的方法,其特征在于,所述步骤(1)中使用的1-硝基蒽醌原料纯度≥97%。
5.如权利要求1所述的光催化氯气直接氯化制备1-氯蒽醌的方法,其特征在于,所述步骤(1)中助熔剂的用量为1-硝基蒽醌质量的15~25%。
6.如权利要求1所述的光催化氯气直接氯化制备1-氯蒽醌的方法,其特征在于,所述步骤(1)中加热温度为150~170℃。
7.如权利要求1所述的光催化氯气直接氯化制备1-氯蒽醌的方法,其特征在于,所述步骤(1)中助催化剂的用量为1-硝基蒽醌质量的1~3%。
8.如权利要求1~7任一项所述的光催化氯气直接氯化制备1-氯蒽醌的方法,其特征在于,所述步骤(2)中将氯气加热至80~120℃后通过紫外光灯照射室。
9.如权利要求1~7任一项所述的光催化氯气直接氯化制备1-氯蒽醌的方法,其特征在于所述步骤(2)中紫外光灯的波长为200-450nm。
10.如权利要求1~7任一项所述的光催化氯气直接氯化制备1-氯蒽醌的方法,其特征在于,所述步骤(3)中氮气与氯气的流速比为1:2~3。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201810791455.8A CN108752180B (zh) | 2018-07-18 | 2018-07-18 | 光催化氯气直接氯化制备1-氯蒽醌的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201810791455.8A CN108752180B (zh) | 2018-07-18 | 2018-07-18 | 光催化氯气直接氯化制备1-氯蒽醌的方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN108752180A true CN108752180A (zh) | 2018-11-06 |
CN108752180B CN108752180B (zh) | 2021-10-26 |
Family
ID=63970382
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201810791455.8A Active CN108752180B (zh) | 2018-07-18 | 2018-07-18 | 光催化氯气直接氯化制备1-氯蒽醌的方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN108752180B (zh) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4054587A (en) * | 1975-05-17 | 1977-10-18 | Bayer Aktiengesellschaft | Preparation of chloroanthraquinones from nitroanthraquinones |
CN101525268A (zh) * | 2009-04-08 | 2009-09-09 | 江苏扬农化工集团有限公司 | 一种光氯化合成对二氯苯的方法 |
CN101863752A (zh) * | 2010-06-30 | 2010-10-20 | 合肥工业大学 | 一种氯气直接氯化合成1-氯蒽醌的方法 |
-
2018
- 2018-07-18 CN CN201810791455.8A patent/CN108752180B/zh active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4054587A (en) * | 1975-05-17 | 1977-10-18 | Bayer Aktiengesellschaft | Preparation of chloroanthraquinones from nitroanthraquinones |
CN101525268A (zh) * | 2009-04-08 | 2009-09-09 | 江苏扬农化工集团有限公司 | 一种光氯化合成对二氯苯的方法 |
CN101863752A (zh) * | 2010-06-30 | 2010-10-20 | 合肥工业大学 | 一种氯气直接氯化合成1-氯蒽醌的方法 |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
丁克鸿: "一种光氯化合成对二氯苯的方法", 《中国氯碱》 * |
冯乙巳 等: "氯气直接氯化合成1-氯蒽醌的工艺研究", 《精细化工中间体》 * |
穆晓蕾 等: "乙烯直接氯化制二氯乙烷的工艺分析", 《石油化工》 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN108752180B (zh) | 2021-10-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN105622382B (zh) | 一种5-溴-2-氯苯甲酸的合成方法 | |
US20230044183A1 (en) | Purification method of progesterone | |
CN104774165B (zh) | 一种橡胶塑解剂dbd的绿色工业化制备方法 | |
CN108586383A (zh) | 一种硫化促进剂dcbs的连续化生产方法 | |
CN111747840A (zh) | 一种1,4-萘二羧酸的制备方法 | |
CN106431886A (zh) | 一种2‑萘甲酸的制备方法 | |
CN109608353A (zh) | 一种间氨基乙酰苯胺的连续化生产工艺及装置 | |
CN108752181A (zh) | 直接氯化制备高纯度1-氯蒽醌的方法 | |
CN106588719A (zh) | 制备高纯度4,4′–二氯二苯砜的方法 | |
CN103626684A (zh) | 对氨基苯基-β-羟乙基砜硫酸酯的制备方法 | |
CN104370746B (zh) | 一种节约成本的对硝基苄醇的制备方法 | |
CN112079803B (zh) | 一种4-卤代苯酐及其衍生物的合成方法 | |
CN103274928B (zh) | 一种对叔丁基苯甲酸的生产方法 | |
CN108752180A (zh) | 光催化氯气直接氯化制备1-氯蒽醌的方法 | |
CN110590564B (zh) | 连续氯化法合成2,4-二氯苯胺的方法 | |
CN103804162B (zh) | 一种由高纯度芴制备高纯度9‑芴酮的方法 | |
CN104592034A (zh) | 1,3-二氨基苯基-5,7-二甲基金刚烷的一种合成方法 | |
CN111138268A (zh) | 一种4,4'-联苯二甲酸的制备方法 | |
CN113461511B (zh) | 一种1,4-萘二羧酸的制备方法 | |
CN112479863B (zh) | 一种催化氯化2-甲基苯氧乙酸制备2-甲-4-氯苯氧乙酸的方法 | |
CN110590655A (zh) | 一种氯酸钠氧化连续生产2,3-吡啶二羧酸的方法 | |
CN107253905A (zh) | 一种用工业芴制备高纯度9‑芴酮的方法 | |
CN110759840A (zh) | 1,1-二溴-2,2-双(氯甲基)环丙烷的合成方法 | |
CN111087373A (zh) | 一种酸法制备维生素c的方法 | |
CN112521347B (zh) | 一锅法制备盐酸普莫卡因的方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |