EP0060437A1 - Electrochemical process for producing benzanthrones and planar polycyclic aromatic oxo compounds - Google Patents

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EP0060437A1
EP0060437A1 EP82101587A EP82101587A EP0060437A1 EP 0060437 A1 EP0060437 A1 EP 0060437A1 EP 82101587 A EP82101587 A EP 82101587A EP 82101587 A EP82101587 A EP 82101587A EP 0060437 A1 EP0060437 A1 EP 0060437A1
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EP
European Patent Office
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anode
anolyte
sulfuric acid
reaction
sulfate
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EP82101587A
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German (de)
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EP0060437B1 (en
Inventor
Horst Dr. Jäger
Eric Prof.Dr. Plattner
Jacques Dr. Bersier
Christos Comninellis
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Novartis AG
Original Assignee
Ciba Geigy AG
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B3/00Electrolytic production of organic compounds

Definitions

  • the present invention relates to an electrochemical redox process which is carried out in an electrolysis cell separated by a diaphragm in the cathode and anode compartments, cathodic benzanthrones and simultaneously anodically planar polycyclic aromatic oxy compounds being produced.
  • the oxy compounds obtainable according to the present invention have hitherto often been produced by means of reduction or oxidation reactions, in which heavy metals or heavy metal salts of higher value are frequently used as industrial reducing or oxidizing agents. After working up, diluted metal salt solutions remain, the disposal of which poses considerable ecological problems.
  • metals such as iron, zinc, aluminum or copper in concentrated sulfuric acid are used for the reductive conversion of anthraquinone into the semiquinone form.
  • metals such as iron, zinc, aluminum or copper in concentrated sulfuric acid are used for the reductive conversion of anthraquinone into the semiquinone form.
  • Such processes are described, inter alia, in US Pat. No. 1,896,147 (reducing agent Fe), US Pat. No. 2,034,485 and USSR Patent 401,130 (reducing agent Fe and Cu), AM Lahin, Zhur. Obschei Khim. 18, 308 (1948), see. CA 44, 1079b (reducing agent Zn, Al, CuS0 4 ) and U.S. Patent 1,791,309 (reducing agent Zn and Al).
  • iron has gained the greatest practical importance as a reducing agent.
  • iron as a reducing agent has major economic and ecological disadvantages, since at least 2 moles of iron must be used per mole of anthraquinone. This means that, for example, 2.0 moles of iron sulfate per mole of benzanthrone produced or at least 1320 g of iron sulfate per 1000 g of benzanthrone produced are produced as waste products.
  • large amounts of waste sulfuric acid are produced, because in order to isolate the benzanthrone formed, the sulfuric acid has to be diluted to approx. 20%, which then either has to be regenerated to concentrated sulfuric acid in an energy-intensive manner or whose removal is also an environmental problem.
  • the environmentally friendly electrochemical reaction procedure represents an alternative to the use of environmentally harmful reducing or oxidizing agents.
  • the oxidation potential of the anode is not used in this method.
  • the object of the invention is therefore to develop an electrochemical redox process which couples the already known reduction reaction taking place at the cathode with an oxidation reaction taking place simultaneously at the anode.
  • the process according to the invention thus consists in the simultaneous production of benzanthrones and polycyclic planar aromatic oxy compounds electrochemically by working in an electrolysis cell which contains an acid and is separated by a diaphragm into a cathode and an anode compartment, an anthraquinone of the formula being used in the cathode compartment electrochemically converted into the semiquinone form and this with glycerin to the benzanthrone of the formula implemented, the benzene rings A and B can be substituted and at the same time the cations of a transition metal salt in the anode space from the lower to a higher oxidation state and uses these metal ions for the chemical oxidation of planar polycyclic aromatic compounds to the corresponding oxy compounds.
  • the products are isolated from the catholyte and anolyte.
  • Unsubstituted anthraquinone is preferably used as the starting material for the production of benzanthrones in the cathode compartment, which are important as vat dye intermediates, but also those anthraquinones whose rings A and B have one or more of the following substituents: alkyl (C l -C 4), such as methyl or ethyl, furthermore alkoxy (C 1 -C 4), such as the methoxy, ethoxy, n-and iso-propoxy and n-, iso- and tert . -Butoxy residue; Finally, the hydroxyl group and the halogen atoms, such as chlorine, bromine and iodine, come into consideration as substituents.
  • Polycyclic planar aromatic compounds which correspond to the present invention in the anode compartment appropriate oxy compounds are, for example, those of the anthraquinone, benzanthrone and pyrene series.
  • Such starting compounds can also have, for example, alkyl side chains which are terminally oxidized to the aldehyde or to the acid.
  • An example of the chemical oxidative reaction in the anode compartment is the conversion of 4,4'-bibenzanthrone to dioxoviolanthrone.
  • Dioxoviolanthrone can easily be reduced to dihydroxyviolanthrone, an important intermediate for the synthesis of vat dyes. It is advantageous for the recycling of the anolyte to carry out the reduction of dioxoviolanthrone to dihydroxyviolanthrone with SO Z gas.
  • oxidation can be carried out either directly in the anode compartment with a smaller than stoichiometrically required amount of metal salt, or preferably separately from the anode compartment with an anolyte solution containing more than the stoichiometric amount of metal salt as the oxidizing agent.
  • any cell with a diaphragm can be selected as the electrolysis cell, the diaphragm being acid-resistant and concentrated and dilute mineral acid, such as sulfuric acid, phosphoric acid, and against organic acids, such as acetic acid.
  • Materials from which the diaphragm is made are, for example, glass, clay, porous polytetrafluoroethylene or polymeric perfluorinated hydrocarbons in the form of an ion exchange membrane.
  • the pore size of the diaphragm is in the range of 1 to 300 u.
  • Suitable cathodes are the materials customary for electrochemical reactions, such as metals, metal alloys, activated metals, metal oxide electrodes, carbon electrodes, or electrodes made of glass-like sintered carbon.
  • electrodes made of sintered carbon and Pb0 2 on titanium are particularly suitable for in situ reactions in the anode compartment.
  • the acidic reaction medium in particular mineral acids having a pK a ⁇ 2, such as sulfuric or phosphoric acid.
  • Sulfuric acid with a concentration of 60 to 98% and especially a concentration of 80 to 95% is particularly suitable.
  • the electrolyte can also contain reaction-inert organic solvents as solubilizers.
  • the electrochemical synthesis takes place at a temperature between 50 and 150 ° C. Because of the solubility or However, in order to be able to work in technically interesting concentrations, operating temperatures in the range from about 80 to 120.degree. C., but in particular 90 to 105.degree. C., must be selected for suspending the quinoid compounds formed as an intermediate stage, for example in sulfuric acid electrolyte.
  • Transition metal redox pairs with an oxidation potential between +0.5 and +2.5 volts are particularly suitable; are mentioned in detail: measured against hydrogen normal electrode.
  • a mixture of two redox pairs can also be present in the anode compartment, one of the two being present in each case in catalytic amounts, namely with molar ratios of 1: 100 to 1: 1000.
  • the component used in lower concentration namely 1 to 10 mmol per mole of transition metal sulfate
  • a silver I salt for example silver I sulfate, which forms silver II sulfate during the reaction at the anode is oxidized.
  • the addition of catalytic amounts of silver salt increases the yield when the transition metal salt is converted to its higher valence level.
  • the yield of manganese III can be increased by 20 to 50%, depending on the current density.
  • the electrochemically produced, higher-quality transition metal ions react in situ with the planar, polycyclic, aromatic compound dissolved in the anolyte and oxidize them to the corresponding oxy compounds, go back to the lower valence level even by taking up electrons, are finally reoxidized at the anode and stand again ready as an oxidizer.
  • the oxidizing agent is conducted in a cyclic process, therefore a less than stoichiometric amount is sufficient to oxidize the organic starting compound in the anode compartment.
  • the anode compartment contains no organic compound in addition to the metal salt or salt mixture when current is passed.
  • the electrolysis is stopped when the metal salt or the main component of the salt mixture is almost completely converted to the higher valence level.
  • This salt solution or suspension can now be removed from the anode compartment and used in a separate reaction vessel for the oxidation of planar polycyclic aromatics. Since the oxidizing agent used is not regenerated in this case, stoichiometric ratios are required between the oxidizing agent and aromatics.
  • the oxidant consumed at the end of the chemical oxidation reaction i.e. the solution of the metal salt now present in the lower oxidation state, after separation of the aromatic oxy compound, clarification by means of activated carbon and concentration, if appropriate, can be returned to the anode compartment and is again electrolytically oxidized here.
  • the products obtained can be isolated in the usual way from the catholyte, such as anolyte.
  • sulfuric acid as the reaction medium, e.g. Diluted to 60%
  • the precipitated product is filtered off and washed until neutral, or the product is extracted from the 60% sulfuric acid with a commercially available solvent.
  • the anolyte is concentrated to the original concentration and used in the next oxidation cycle.
  • the extraction temperature (absorption of the product in the organic solvent) is 70 to 110 ° C, advantageously 90 to 100 ° C.
  • anthraquinone (0.225 mol) are dissolved in 1300 g of 88% strength sulfuric acid on the cathode side in an electrolysis apparatus with a carbon cathode, Pt anode and sound diaphragm, and 31.05 g of glycerol are added dropwise during the electrolysis.
  • the anode side of the electrolysis cell contains 130 g of 88% strength sulfuric acid, in which 10 g of MnSO 4 .H 2 O (0.059 mol) are suspended. At 95 ° C 51 700 coulombs are used for electrolysis (3.5 V, 3A, 5 h).
  • the anolyte is poured into a beaker, 10.0 g (0.021 mol) of 4,4'-bibenzanthrone are added, and the reaction mixture is stirred at 30 ° C. for 4 hours.
  • the dioxoviolanthrone formed is reduced in situ by dropwise addition of 400 ml of 40% sodium bisulfite solution to dihydroxyviolanthrone.
  • the dihydroxyviolanthrone precipitate is finally filtered off, washed and dried.
  • Dihydroxyviolanthrone serves as an intermediate for the synthesis of the vat dye of the formula which is obtained by methylation of dihydroxyviolanthrone.
  • the yield is approximately 99.5% when electrochemically represented dihydroxyviolanthrone is used.
  • an anode made of sintered carbon and a clay diaphragm, 88.8% of 88.8% anthraquinone (0.225 mol) are dissolved in 1300 g of sulfuric acid on the cathode side, and 31.05 g of glycerin are added dropwise when the current is passed through.
  • the anode side of the electrolysis cell also contains 1300 g of 88% strength sulfuric acid, in which 100 g of MnSO 4 .H 2 O (0.59 mol) are suspended. At 95 ° C 51 600 coulombs are used for electrolysis (3.5 V, 3 A, 5 h).
  • the anolyte is used as described in Example 1 for the oxidation of 4,4'-bibenzanthrone.
  • a Ti / Pb0 2 anode is used instead of a Pt anode.
  • the clay diaphragm is replaced by an ion exchange membrane made of perfluorinated polymeric hydrocarbons.
  • the cathodic reaction and the anodic reaction take place simultaneously.
  • Dioxoviolanthrone can be reduced to dihydroxyviolanthrone as usual.
  • anthraquinone (0.225 mol) are dissolved in 1300 g of sulfuric acid in 1300 g of sulfuric acid in an electrolysis apparatus with a carbon cathode, Pt anode and sound diaphragm on the cathode side, and 31.05 g of glycerol are added dropwise when the current is passed through.
  • the anode side of the electrolytic cell contains 600 g of 88% sulfuric acid, in which 80 g of MnSO 4 .H 2 O (0.47 mol) and 0.62 g of Ag 2 S0 4 (2 mmol) are suspended or dissolved.
  • the Mn-II-containing sulfuric acid is purified by adding 1 g of activated carbon, then heating to 40 ° C. and filtration.
  • the clarified anolyte is light yellow again and can be used in further oxidation cycles after concentration.
  • the current efficiency of the reoxidation of the manganese-II to manganese-III sulfate is influenced positively by catalytic amounts of silver ions and is also dependent on the current density and the degree of conversion.
  • a Ti / Pb0 2 anode is used instead of a Pt anode.
  • the clay diaphragm is replaced by an ion exchange membrane made of perfluorinated polymeric hydrocarbons. The cathodic reaction and the anodic reaction take place simultaneously in the electrolytic cell.
  • the anolyte is diluted with water to 50% H 2 SO 4 and the solid residue is filtered off, washed neutral and dried. Yield raw, after drying: 2.4 g.
  • this dry residue contains the product naphthalene tetracarboxylic anhydride, naphthalene tetracarboxylic acid, and some starting material, tetrachloropyrene.
  • Example 1 in an electrolysis apparatus with carbon cathode, Pt anode and sound diaphragm on the cathode side 1300 g H 2 SO 4 88% with 88.8 g anthraquinone and after dissolving the anthraquinone and applying a voltage of 3, 5 V, 31.05 g of glycerin added dropwise.
  • the anode side of the electrolytic cell contains 130 g of 88% strength sulfuric acid, in which 10 g of MnSO 4 .H 2 O are suspended.
  • the dry residue contains naphthalene tetracarboxylic anhydride in addition to small amounts of starting material.
  • the mass spectrometric analysis shows that the dry residue contains 1,8-naphthalenedicarboxylic acid anhydride.
  • the solution darkens within 10 minutes and the temperature rises to 53 ° C.
  • the oxidation is complete after 1.5 hours and the undiluted 90% sulfuric acid is filtered off with a glass frit; 54.4 g of MnS0 4 xn H 2 SO 4 , moist, are recovered.
  • the mother liquor will diluted to 55% sulfuric acid and this solution adjusted to pH 3 with 30% NaOH. Malachite green precipitates in dark green shiny crystals of the composition C 23 H 25 N 2 (+) . (SO 4 2 -) / 2 xn Na 2 SO 4 .

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Abstract

Beschrieben wird ein elektrochemisches Verfahren zur Herstellung von Benzanthronen und planaren polycyclischen aromatischen Oxyverbindungen. Das Verfahren wird in saurem Medium in einer durch ein Diaphragma in Kathoden- und Anodenraum getrennten Elektrolysezelle durchgeführt. Im Kathodenraum wird Anthrachinon oder ein Anthrachinonderivat elektrolytisch zum Oxanthron reduziert und dieses mit Glyzerin zum entsprechenden Benzanthron umgesetzt. Im Anodenraum wird gleichzeitig elektrolytisch ein Übergangsmetallion von der niederen in die nächst höhere Oxidationsstufe überführt. Das höherwertige Metallion dient dann im Anolyten als Oxidationsmittel, mit dem ausgehend von planaren polycyclischen aromatischen Verbindungen die entsprechenden Oxyverbindungen erhalten werden.An electrochemical process for the production of benzanthrones and planar polycyclic aromatic oxy compounds is described. The process is carried out in acidic medium in an electrolysis cell separated by a diaphragm in the cathode and anode compartments. In the cathode compartment, anthraquinone or an anthraquinone derivative is electrolytically reduced to oxanthrone and this is converted with glycerin to the corresponding benzanthrone. In the anode compartment, a transition metal ion is simultaneously electrolytically transferred from the lower to the next higher oxidation state. The higher-value metal ion then serves as an oxidizing agent in the anolyte, with which the corresponding oxy compounds are obtained starting from planar polycyclic aromatic compounds.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektrochemisches Redox-Verfahren, das in einer durch ein Diaphragma in Kathoden- und Anodenraum getrennten Elektrolysezelle durchgeführt wird, wobei man kathodisch Benzanthrone und gleichzeitig anodisch planare polycyclische aromatische Oxyverbindungen herstellt.The present invention relates to an electrochemical redox process which is carried out in an electrolysis cell separated by a diaphragm in the cathode and anode compartments, cathodic benzanthrones and simultaneously anodically planar polycyclic aromatic oxy compounds being produced.

Die gemäss vorliegender Erfindung erhältlichen Oxyverbindungen werden bislang häufig mittels Reduktions- oder Oxidationsreaktionen hergestellt, bei denen grosstechnisch als Reduktions- oder Oxidationsmittel vielfach Schwermetalle bzw. Schwermetallsalze höherer Wertigkeit zur Anwendung kommen. Nach der Aufarbeitung bleiben somit verdünnte Metallsalzlösungen zurück, deren Entsorgung erhebliche ökologische Probleme bereitet.The oxy compounds obtainable according to the present invention have hitherto often been produced by means of reduction or oxidation reactions, in which heavy metals or heavy metal salts of higher value are frequently used as industrial reducing or oxidizing agents. After working up, diluted metal salt solutions remain, the disposal of which poses considerable ecological problems.

So werden z.B. Metalle wie Eisen, Zink, Aluminium oder Kupfer in konzentrierter Schwefelsäure zur reduktiven Ueberführung von Anthrachinon in die Semichinonform verwendet. Derartige Verfahren sind u.a. beschrieben im US-Patent 1.896.147 (Reduktionsmittel Fe), US-Patent 2.034.485 und UdSSR-Patent 401.130 (Reduktionsmittel Fe und Cu), A.M. Lahin, Zhur. Obschei Khim. 18, 308 (1948), vgl. CA 44, 1079b (Reduktionsmittel Zn, Al, CuS04) und US-Patent 1.791.309 (Reduktionsmittel Zn und Al). Von diesen hat das Eisen als Reduktionsmittel die grösste praktische Bedeutung erlangt. Jedoch bringt die Verwendung von Eisen als Reduktionsmittel grosse wirtschaftliche und ökologische Nachteile mit sich, da mindestens 2 Mol Eisen pro Mol Anthrachinon eingesetzt werden müssen. Dies bedingt, dass z.B. pro Mol hergestelltem Benzanthron 2,0 Mol Eisensulfat oder auf 1000 g hergestelltes Benzanthron mindestens 1320 g Eisensulfat als Abfallprodukt anfallen. Zusätzlich entstehen grosse Mengen Abfallschwefelsäure, da zur Isolierung des gebildeten Benzanthrons die Schwefelsäure auf ca. 20% zu verdünnen ist, welche dann entweder energieaufwendig wieder zu konzentrierter Schwefelsäure regeneriert werden muss oder deren Beseitigung ebenfalls ein Umweltproblem darstellt.For example, metals such as iron, zinc, aluminum or copper in concentrated sulfuric acid are used for the reductive conversion of anthraquinone into the semiquinone form. Such processes are described, inter alia, in US Pat. No. 1,896,147 (reducing agent Fe), US Pat. No. 2,034,485 and USSR Patent 401,130 (reducing agent Fe and Cu), AM Lahin, Zhur. Obschei Khim. 18, 308 (1948), see. CA 44, 1079b (reducing agent Zn, Al, CuS0 4 ) and U.S. Patent 1,791,309 (reducing agent Zn and Al). Of these, iron has gained the greatest practical importance as a reducing agent. However, the use of iron as a reducing agent has major economic and ecological disadvantages, since at least 2 moles of iron must be used per mole of anthraquinone. This means that, for example, 2.0 moles of iron sulfate per mole of benzanthrone produced or at least 1320 g of iron sulfate per 1000 g of benzanthrone produced are produced as waste products. In addition, large amounts of waste sulfuric acid are produced, because in order to isolate the benzanthrone formed, the sulfuric acid has to be diluted to approx. 20%, which then either has to be regenerated to concentrated sulfuric acid in an energy-intensive manner or whose removal is also an environmental problem.

Die Oxidation von polycyclischen Aromaten wurde bisher vielfach mittels höherwertigen Metallsalzen in saurem Medium durchgeführt. Nach erfolgter Reaktion wird dabei zur Trennung des organischen Oxidationsproduktes vom reduzierten Metallsalz, die Reaktionslösung mit Wasser stark verdünnt, das organische Produkt abfiltriert oder mit Lösungsmittel extrahiert, wobei auch hier die Beseitigung der Abfallsäure zusammen mit dem gelösten Metallsalz erhebliche ökologische Probleme bereitet.The oxidation of polycyclic aromatics has been carried out in many cases using higher-quality metal salts in an acidic medium. After the reaction, the organic solution is separated from the reduced metal salt, the reaction solution is strongly diluted with water, the organic product is filtered off or extracted with solvent, the removal of the waste acid together with the dissolved metal salt also causing considerable ecological problems.

So entstehen beispielsweise bei der Herstellung von 500 kg Dihydroxyviolanthron 1200 kg MnS04 in ca. 30'000 kg 10%iger Schwefelsäure. Die Aufarbeitung dieses Gemisches ist unwirtschaftlich, so dass nur die Vergipsung der Schwefelsäure und die Deponie des Gipses übrig bleibt.For example, the production of 500 kg of dihydroxyviolanthrone produces 1200 kg of MnS0 4 in approx. 30,000 kg of 10% sulfuric acid. The processing of this mixture is uneconomical, so that only the plastering of the sulfuric acid and the landfill of the plaster remains.

Eine Alternative zur Verwendung umweltbelastender Reduktions- bzw. Oxidationsmittel stellt die umweltfreundliche elektrochemische Reaktionsführung dar.The environmentally friendly electrochemical reaction procedure represents an alternative to the use of environmentally harmful reducing or oxidizing agents.

So ist z.B. aus der europäischen Patentanmeldung 22062 das folgende elektrochemische Verfahren zur Herstellung von Benzanthron, ausgehend von Anthrachinon und Glyzerin bekannt. Anthrachinon wird in einer Elektrolysezelle in saurem Medium kathodisch reduziert und geht dabei in die Semichinonform, das Oxanthron über, das mit Glyzerin unter Ringschluss zum Benzanthron reagiert.

Figure imgb0001
For example, the following electrochemical process for producing benzanthrone, starting from anthraquinone and glycerol, is known from European patent application 22062. Anthraquinone is reduced cathodically in an electrolytic cell in an acidic medium and thereby changes into the semiquinone form, the oxanthrone, which reacts with glycerol to form benzanthrone in a ring closure.
Figure imgb0001

Bei diesem Verfahren wird jedoch das Oxidationspotential der Anode nicht genutzt.However, the oxidation potential of the anode is not used in this method.

Aufgabe der Erfindung ist somit die Entwicklung eines elektrochemischen Redox-Verfahrens, das die bereits bekannte, an der Kathode ablaufende Reduktionsreaktion mit einer an der Anode gleichzeitig stattfindenden Oxidationsreaktion koppelt.The object of the invention is therefore to develop an electrochemical redox process which couples the already known reduction reaction taking place at the cathode with an oxidation reaction taking place simultaneously at the anode.

Aus der US-Patentschrift 1,544,357 ist ein elektrochemisches Verfahren zur Herstellung von Benzidin aus Azoxybenzolund von Anthrachinon aus Anthracen bekannt. Azoxybenzol wird dabei kathodisch und Anthracen anodisch zum genannten Produkt umgesetzt. Beide Reaktionen laufen gleichzeitig, in der durch ein Diaphragma in Kathoden-und Anodenraum getrennten Elektrolysezelle ab. Die Elektrolysezelle enthält Schwefelsäure, in der auf der Kathodenseite ein Cr-III-Salz und auf der Anodenseite ein Cr-III- oder Cr-VI-Salz gelöst ist.An electrochemical process for the preparation of benzidine from azoxybenzene and of anthraquinone from anthracene is known from US Pat. No. 1,544,357. Azoxybenzene is converted cathodically and anthracene anodically to the product mentioned. Both reactions take place simultaneously, in the electrolysis cell separated by a diaphragm in the cathode and anode space. The Electrolysis cell contains sulfuric acid in which a Cr-III salt is dissolved on the cathode side and a Cr-III or Cr-VI salt on the anode side.

Dieses bekannte elektrochemische Verfahren betrifft zwar die gleichzeitige Durchführung von kathodischer Reduktion und anodischer Oxidation, lässt sich jedoch zur Lösung der vorliegenden Aufgabenstellung nicht heranziehen, da sich gezeigt hat, dass die Benzanthronsynthese durch Cr-III-Ionen inhibiert wird. Ferner konnte bei Verwendung von Schwefelsäure mit einer Konzentration über 75% als Anolyt, die im US-Patent beschriebene Oxidation von Cr-III zu Cr-VI nicht nachgearbeitet werden.Although this known electrochemical process relates to the simultaneous implementation of cathodic reduction and anodic oxidation, it cannot be used to solve the present problem, since it has been shown that the benzanthrone synthesis is inhibited by Cr-III ions. Furthermore, when using sulfuric acid at a concentration above 75% as the anolyte, the oxidation of Cr-III to Cr-VI described in the US patent could not be reworked.

Ueberraschenderweise hat sich gezeigt, dass Benzanthron auf der Kathodenseite und polycyclische aromatische Oxyverbindungen, wie Dioxoviolanthron auf der Anodenseite erhalten werden, auch ohne die Verwendung von Metallsalzen im Kathodenraum. D.h. bei der gleichzeitigen Ausnützung des elektrochemischen Potentials der Anode,als auch der Kathode, kann im vorliegenden Fall auf die Verwendung von Metallionen im Kathodenraum verzichtet werden. Ferner haben sich auf der Anodenseite Uebergangsmetallionen, wie z.B. der Elemente Mangan, Cer oder Cobalt als geeignet erwiesen.Surprisingly, it has been shown that benzanthrone on the cathode side and polycyclic aromatic oxy compounds, such as dioxoviolanthrone on the anode side, are obtained even without the use of metal salts in the cathode compartment. I.e. with simultaneous use of the electrochemical potential of the anode and the cathode, the use of metal ions in the cathode compartment can be dispensed with in the present case. Furthermore, transition metal ions, e.g. of the elements manganese, cerium or cobalt proved to be suitable.

Das erfindungsgemässe Verfahren besteht somit darin, dass man elektrochemisch gleichzeitig Benzanthrone und polycyclische planare aromatische Oxyverbindungen herstellt, indem man in einer durch ein Diaphragma in einen Kathoden und einen Anodenraum getrennten Elektrolysezelle, die eine Säure enthält, arbeitet, wobei man im Kathodenraum ein Anthrachinon der Formel

Figure imgb0002
elektrochemisch in die Semichinonform überführt und diese mit Glyzerin zum Benzanthron der Formel
Figure imgb0003
umsetzt, wobei die Benzolringe A und B substituiert sein können und gleichzeitig im Anodenraum die Kationen eines Uebergangsmetallsalzes von der niederen in eine höhere Oxidationsstufe überführt und diese Metallionen zur chemischen Oxidation von planaren polycyclischen aromatischen Verbindungen zu den entsprechenden Oxyverbindungen verwendet. Die Produkte werden nach beendeter Elektrolyse aus dem Katholyten und Anolyten isoliert.The process according to the invention thus consists in the simultaneous production of benzanthrones and polycyclic planar aromatic oxy compounds electrochemically by working in an electrolysis cell which contains an acid and is separated by a diaphragm into a cathode and an anode compartment, an anthraquinone of the formula being used in the cathode compartment
Figure imgb0002
electrochemically converted into the semiquinone form and this with glycerin to the benzanthrone of the formula
Figure imgb0003
implemented, the benzene rings A and B can be substituted and at the same time the cations of a transition metal salt in the anode space from the lower to a higher oxidation state and uses these metal ions for the chemical oxidation of planar polycyclic aromatic compounds to the corresponding oxy compounds. After the electrolysis has ended, the products are isolated from the catholyte and anolyte.

Als Ausgangsmaterial für die im Kathodenraum erfolgende Herstellung von Benzanthronen, die als wichtige Küpenfarbstoff-Zwischenprodukte von Bedeutung sind, wird bevorzugt unsubstituiertes Anthrachinon eingesetzt, daneben kommen aber auch solche Anthrachinone in Frage, deren Ringe A und B einen oder mehrere der folgenden Substituenten aufweisen: Alkyl (Cl-C4), wie z.B. die Methyl- oder Aethylgruppe, weiterhin Alkoxy (C1-C4), wie den Methoxy-, Aethoxy-, n-und iso-Propoxy- und den n-, iso- und tert.-Butoxyrest; schliesslich kommen als Substituenten noch die Hydroxygruppe, und die Halogenatome, wie Chlor, Brom und Jod, in Betracht.Unsubstituted anthraquinone is preferably used as the starting material for the production of benzanthrones in the cathode compartment, which are important as vat dye intermediates, but also those anthraquinones whose rings A and B have one or more of the following substituents: alkyl (C l -C 4), such as methyl or ethyl, furthermore alkoxy (C 1 -C 4), such as the methoxy, ethoxy, n-and iso-propoxy and n-, iso- and tert . -Butoxy residue; Finally, the hydroxyl group and the halogen atoms, such as chlorine, bromine and iodine, come into consideration as substituents.

Polycyclische planare aromatische Verbindungen, die gemäss der vorliegenden Erfindung im Anodenraum in die entsprechenden Oxyverbindungen überführt werden, sind beispielsweise solche der Anthrachinon-, Benzanthron- und Pyren-Reihe. Derartige Ausgangsverbindungen können z.B. auch Alkylseitenketten aufweisen, die endständig zum Aldehyd oder zur Säure oxidiert werden.Polycyclic planar aromatic compounds which correspond to the present invention in the anode compartment appropriate oxy compounds are, for example, those of the anthraquinone, benzanthrone and pyrene series. Such starting compounds can also have, for example, alkyl side chains which are terminally oxidized to the aldehyde or to the acid.

Als Beispiel für die chemisch oxidative Reaktion im Anodenraum ist die Umsetzung von 4,4'-Bibenzanthron zu Dioxoviolanthron genannt.

Figure imgb0004
An example of the chemical oxidative reaction in the anode compartment is the conversion of 4,4'-bibenzanthrone to dioxoviolanthrone.
Figure imgb0004

Dioxoviolanthron lässt sich leicht zu Dihydroxyviolanthron reduzieren, ein wichtiges Zwischenprodukt zur Synthese von Küpenfarbstoffen. Dabei ist es für die Recyclierung des Anolyten vorteilhaft, die Reduktion von Dioxoviolanthron zu Dihydroxyviolanthron mit SOZ-Gas durchzuführen.Dioxoviolanthrone can easily be reduced to dihydroxyviolanthrone, an important intermediate for the synthesis of vat dyes. It is advantageous for the recycling of the anolyte to carry out the reduction of dioxoviolanthrone to dihydroxyviolanthrone with SO Z gas.

Ueberraschend ist, dass sich diese grossen, schwerlöslichen aromatischen Moleküle, wie das 4,4'-Bibenzanthron oder Violanthron, nach dem neuen Verfahren leicht oxidieren lassen. Dabei kann die Oxidation sowohl direkt im Anodenraum mit einer kleineren als stöchiometrisch erforderlichen Menge Metallsalz, oder vorzugsweise getrennt vom Anodenraum mit einer mehr als die stöchiometrische Menge Metallsalz enthaltenden Anolytlösung als Oxidationsmittel durchgeführt werden.It is surprising that these large, poorly soluble aromatic molecules, such as the 4,4'-bibenzanthron or violanthron, can be easily oxidized using the new process. The oxidation can be carried out either directly in the anode compartment with a smaller than stoichiometrically required amount of metal salt, or preferably separately from the anode compartment with an anolyte solution containing more than the stoichiometric amount of metal salt as the oxidizing agent.

Als Elektrolysezelle kann jede Zelle mit Diaphragma gewählt werden, wobei das Diaphragma säurefest, gegen konzentrierte und verdünnte Mineralsäure, wie z.B. Schwefelsäure, Phosphorsäure, sowie gegen organische Säuren, wie z.B. Essigsäure, sein soll. Materialien aus denen das Diaphragma besteht sind z.B. Glas, Ton, poröses Polytetrafluoräthylen oder polymere perfluorierte Kohlenwasserstoffe in Form einer Ionenaustauschermembran. Die Porengrösse des Diaphragmas liegt im Bereich von 1 bis 300 u.Any cell with a diaphragm can be selected as the electrolysis cell, the diaphragm being acid-resistant and concentrated and dilute mineral acid, such as sulfuric acid, phosphoric acid, and against organic acids, such as acetic acid. Materials from which the diaphragm is made are, for example, glass, clay, porous polytetrafluoroethylene or polymeric perfluorinated hydrocarbons in the form of an ion exchange membrane. The pore size of the diaphragm is in the range of 1 to 300 u.

Man kann im Kathodenraum unter Schutzgasatmosphäre arbeiten, damit keine oxidative Gegenreaktion stattfindet. Dazu genügt es, wenn das Reaktionsgefäss über Niveau leicht, z.B. mit Stickstoff, begast wird.You can work in a protective gas atmosphere in the cathode compartment so that there is no oxidative reaction. It is sufficient if the reaction vessel is slightly above the level, e.g. with nitrogen.

Als Kathode kommen die, für elektrochemische Reaktionen üblichen Werkstoffe, wie etwa Metalle, Metall-Legierungen, aktivierte Metalle, Metalloxid-Elektroden, Kohle-Elektroden, oder Elektroden aus glasartig gesinterter Kohle in Frage.Suitable cathodes are the materials customary for electrochemical reactions, such as metals, metal alloys, activated metals, metal oxide electrodes, carbon electrodes, or electrodes made of glass-like sintered carbon.

Als Anode Platin, Elektroden aus glasartig gesinterter Kohle und Pb02 auf Titan. Letztere ist vor allem für in situ-Reaktionen im Anodenraum geeignet.As anode platinum, electrodes made of sintered carbon and Pb0 2 on titanium. The latter is particularly suitable for in situ reactions in the anode compartment.

Als saures Reaktionsmedium kommen insbesondere Mineralsäuren mit einem pKs < 2, wie z.B. Schwefel- oder Phosphorsäure in Betracht. Besonders geeignet ist Schwefelsäure der Konzentration 60 bis 98% und vor allem der Konzentration 80 bis 95%.The acidic reaction medium in particular mineral acids having a pK a <2, such as sulfuric or phosphoric acid. Sulfuric acid with a concentration of 60 to 98% and especially a concentration of 80 to 95% is particularly suitable.

Neben der Säure kann der Elektrolyt als Lösungsvermittler auch reaktionsinerte organische Lösungsmittel enthalten.In addition to the acid, the electrolyte can also contain reaction-inert organic solvents as solubilizers.

Die elektrochemische Synthese läuft bei einer Temperatur zwischen 50 und 150°C ab. Wegen der Löslichkeit bzw. Suspendierbarkeit der als Zwischenstufe entstehenden chinoiden Verbindungen z.B. im schwefelsauren Elektrolyten müssen jedoch, um in technisch interessanten Konzentrationen arbeiten zu können, Betriebstemperaturen im Bereich von etwa 80 bis 120°C, insbesondere jedoch 90 bis 105°C gewählt werden.The electrochemical synthesis takes place at a temperature between 50 and 150 ° C. Because of the solubility or However, in order to be able to work in technically interesting concentrations, operating temperatures in the range from about 80 to 120.degree. C., but in particular 90 to 105.degree. C., must be selected for suspending the quinoid compounds formed as an intermediate stage, for example in sulfuric acid electrolyte.

Die Oxidation planarer polycyclischer aromatischer Verbindungen zu den entsprechenden Oxyverbindungen erfolgt im Anolyten mittels Uebergangsmetallionen, deren Oxidationspotential in saure Lösung mindestens 10,5-Volt beträgt. Die somit als Oxidationsmittel dienenden Metallionen werden im Anodenraum auf elektrolytischem Wege nach folgendem Schema erzeugt:

Figure imgb0005

  • Me = Metallion,
  • n+x = Ladungszahl, wobeix = 1 bis 5, vorzugsweise jedoch 1 ist,
  • e = Elektron,
  • d.h. Metallionen werden an der Anode von einer niedrigen in die höhere Oxidationsstufe überführt.
The oxidation of planar polycyclic aromatic compounds to the corresponding oxy compounds takes place in the anolyte by means of transition metal ions, the oxidation potential of which in acidic solution is at least 10.5 volts. The metal ions thus serving as the oxidizing agent are generated in the anode compartment electrolytically according to the following scheme:
Figure imgb0005
  • Me = metal ion,
  • n + x = number of charges, whereix = 1 to 5, but preferably 1,
  • e = electron,
  • ie metal ions are transferred from a low to a higher oxidation state at the anode.

Besonders geeignet sind Uebergangsmetall-Redox-Paare mit einem Oxidationspotential zwischen +0,5 und +2,5 Volt; im einzelnen genannt sind:

Figure imgb0006
gemessen gegen Wasserstoff-Normalelektrode.Transition metal redox pairs with an oxidation potential between +0.5 and +2.5 volts are particularly suitable; are mentioned in detail:
Figure imgb0006
measured against hydrogen normal electrode.

Dabei kann im Anodenraum auch ein Gemisch zweier Redox- Paare vorliegen, wobei jeweils eines der beiden in katalytischen Mengen vorhanden ist und zwar wird mit Molverhältnissen von 1:100 bis 1:1000 gearbeitet. Bevorzugt werden Redoxpaargemische verwandt,bei denen die in geringerer Konzentration eingesetzte Komponente, und zwar 1 bis 10 mMol pro Mol Uebergangsmetallsulfat, ein Silber-I-Salz ist, z.B. Silber-I-sulfat, das während der Reaktion an der Anode zu Silber-II-sulfat oxidiert wird. Der Zusatz katalytischer Silbersalzmengen erhöht die Ausbeute bei der Ueberführung des Uebergangsmetallsalzes in dessen höhere Wertigkeitsstufe. So kann im Fall der Oxidation von Mangan II zu Mangan III die Ausbeute an Mangan III um 20 bis 50%, je nach Stromdichte, gesteigert werden.In this case, a mixture of two redox pairs can also be present in the anode compartment, one of the two being present in each case in catalytic amounts, namely with molar ratios of 1: 100 to 1: 1000. To be favoured Redox couple mixtures are used in which the component used in lower concentration, namely 1 to 10 mmol per mole of transition metal sulfate, is a silver I salt, for example silver I sulfate, which forms silver II sulfate during the reaction at the anode is oxidized. The addition of catalytic amounts of silver salt increases the yield when the transition metal salt is converted to its higher valence level. In the case of the oxidation of manganese II to manganese III, the yield of manganese III can be increased by 20 to 50%, depending on the current density.

Die elektrochemisch erzeugten höherwertigen Uebergangsmetallionen reagieren in situ mit der im Anolyten gelösten planaren, polycyclischen, aromatischen Verbindung und oxidieren diese zu den entsprechenden Oxyverbindungen, gehen dabei selbst durch Aufnahme von Elektronen wieder in die niedrigere Wertigkeitsstufe über, werden schliesslich an der Anode reoxidiert und stehen erneut als Oxidationsmittel bereit. Auf diese Art und Weise wird das Oxidationsmittel in einem Kreisprozess geführt, es genügt daher eine weniger als stöchiometrisch erforderliche Menge, um die organische Ausgangsverbindung im Anodenraum zu oxidieren.The electrochemically produced, higher-quality transition metal ions react in situ with the planar, polycyclic, aromatic compound dissolved in the anolyte and oxidize them to the corresponding oxy compounds, go back to the lower valence level even by taking up electrons, are finally reoxidized at the anode and stand again ready as an oxidizer. In this way, the oxidizing agent is conducted in a cyclic process, therefore a less than stoichiometric amount is sufficient to oxidize the organic starting compound in the anode compartment.

In einer bevorzugten Variante des erfindungsgemässen Verfahrens enthält der Anodenraum bei Stromdurchgang neben dem Metallsalz bzw. Salzgemisch keine organische Verbindung. Die Elektrolyse wird in diesem Fall abgebrochen, wenn das Metallsalz, bzw. die Hauptkomponente des Salzgemisches nahezu vollständig in die höhere Wertigkeitsstufe überführt ist. Diese Salzlösung oder Suspension kann nun dem Anodenraum entnommen werden und in einem separaten Reaktionsgefäss zur Oxidation planarer polycyclischer Aromaten eingesetzt werden. Da in diesem Fall verbrauchtes Oxidationsmittel nicht regeneriert wird, müssen stöchiometrische Verhältnisse zwischen Oxidationsmittel und Aromat eingehalten werden.In a preferred variant of the method according to the invention, the anode compartment contains no organic compound in addition to the metal salt or salt mixture when current is passed. In this case, the electrolysis is stopped when the metal salt or the main component of the salt mixture is almost completely converted to the higher valence level. This salt solution or suspension can now be removed from the anode compartment and used in a separate reaction vessel for the oxidation of planar polycyclic aromatics. Since the oxidizing agent used is not regenerated in this case, stoichiometric ratios are required between the oxidizing agent and aromatics.

Das am Ende der chemischen Oxidationsreaktion verbrauchte Oxidationsmittel, d.h. die Lösung des nunmehr in der niedrigeren Oxidationsstufe vorliegenden Metallsalzes, kann nach Abtrennen der aromatischen Oxyverbindung gegebenenfalls Klärung mittels Aktivkohle und Aufkonzentrieren wieder in den Anodenraum zurückgeleitet werden und wird hier erneut elektrolytisch aufoxidiert.The oxidant consumed at the end of the chemical oxidation reaction, i.e. the solution of the metal salt now present in the lower oxidation state, after separation of the aromatic oxy compound, clarification by means of activated carbon and concentration, if appropriate, can be returned to the anode compartment and is again electrolytically oxidized here.

Die erhaltenen Produkte lassen sich auf übliche Weise aus dem Katholyten wie Anolyten isolieren. Bei Verwendung von Schwefelsäure als Reaktionsmedium wird z.B. auf 60% verdünnt, das ausgefallene Produkt abfiltriert und neutral gewaschen, oder das Produkt wird aus der 60%igen Schwefelsäure mit einem handelsüblichen Lösungsmittel extrahiert.The products obtained can be isolated in the usual way from the catholyte, such as anolyte. When using sulfuric acid as the reaction medium, e.g. Diluted to 60%, the precipitated product is filtered off and washed until neutral, or the product is extracted from the 60% sulfuric acid with a commercially available solvent.

Der Anolyt wird nach der Produktisolierung auf die ursprüngliche Konzentration aufkonzentriert und in den nächsten Oxidations-Zyklus eingesetzt.After product isolation, the anolyte is concentrated to the original concentration and used in the next oxidation cycle.

Es kann aber ebenso in verdünnter Lösung aufoxidiert werden und der aufoxidierte Anolyt kann dann auf die ursprüngliche Konzentration gebracht werden.However, it can also be oxidized in dilute solution and the oxidized anolyte can then be brought to the original concentration.

Zur Isolierung durch Extraktion des gebildeten Reaktionsproduktes und Phasentrennung sind höhersiedende, inerte organische Lösungsmittel, vor allem Halogenkohlenwasserstoffe, insbesondere aber Chlorbenzole, wie z.B. Monochlorbenzol, geeignet.For isolation by extraction of the reaction product formed and phase separation, higher-boiling, inert organic solvents, especially halogenated hydrocarbons, but especially chlorobenzenes, such as e.g. Monochlorobenzene, suitable.

Die Extraktionstemperatur (Aufnahme des Produktes im organischen Lösungsmittel) beträgt 70 bis 110°C, vorteilhaft 90 bis 100°C.The extraction temperature (absorption of the product in the organic solvent) is 70 to 110 ° C, advantageously 90 to 100 ° C.

Die wichtigsten Vorteile des erfindungsgemässen Verfahrens sind wie folgt:

  • a) Kathoden- wie auch Anodenraum werden zur gleichzeitigen Durchführung von Redox-Reaktionen genutzt,
  • b) durch die Verwendung von Uebergangsmetallsalzgemischen im Anodenraum wird eine hohe Oxidationsausbeute der Reaktion Men+→ Me (n+x)+ erreicht,
  • c) der Anolyt kann nach Abtrennen des aromatischen Oxidationsproduktes, gegebenenfalls Reinigung und Aufkonzentrierung erneut verwendet werden und verursacht somit keine ökologischen Probleme.
The main advantages of the method according to the invention are as follows:
  • a) cathode and anode compartments are used for simultaneous redox reactions,
  • b) a high oxidation yield of the reaction Me n + → Me (n + x) + is achieved by using transition metal salt mixtures in the anode compartment,
  • c) the anolyte can be reused after separating the aromatic oxidation product, if necessary cleaning and concentrating, and thus does not cause any ecological problems.

Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele erläutert.The invention is illustrated by the following examples.

Beispiel 1example 1

In einer Elektrolyseapparatur mit Kohle-Kathode, Pt-Anode und Tondiaphragma werden auf der Kathodenseite in 1300 g 88%iger Schwefelsäure 46,8 g Anthrachinon (0,225 Mol) gelöst und während der Elektrolyse 31,05 g Glyzerin zugetropft.46.8 g of anthraquinone (0.225 mol) are dissolved in 1300 g of 88% strength sulfuric acid on the cathode side in an electrolysis apparatus with a carbon cathode, Pt anode and sound diaphragm, and 31.05 g of glycerol are added dropwise during the electrolysis.

Die Anodenseite der Elektrolysezelle enthält 130 g Schwefelsäure 88%ig, worin 10 g MnSO4·H2O (0,059 Mol) suspendiert sind. Bei 95°C werden 51 700 Coulomb zur Elektrolyse verbraucht (3,5 V, 3A, 5 h).The anode side of the electrolysis cell contains 130 g of 88% strength sulfuric acid, in which 10 g of MnSO 4 .H 2 O (0.059 mol) are suspended. At 95 ° C 51 700 coulombs are used for electrolysis (3.5 V, 3A, 5 h).

Nach Ausfällung aus dem Katholyten und Sublimation des Rohbenzanthrons werden 44,0 g Benzanthron, Smp. 171-173°C, isoliert. Das entspricht einer Ausbeute von 85% d.Th., bei einer kathodischen Stromausbeute von 71,4%.After precipitation from the catholyte and sublimation of the crude benzanthrone, 44.0 g of benzanthrone, mp. 171-173 ° C., are isolated. This corresponds to a yield of 85% of theory with a cathodic current yield of 71.4%.

Der Anolyt wird nach beendeter Elektrolyse in ein Becherglas gefüllt, mit 10,0 g (0,021 Mol) 4,4'-Bibenzanthron versetzt und das Reaktionsgemisch wird 4 Stunden bei 30°C gerührt. Das gebildete Dioxoviolanthron wird in situ durch Zutropfen von 400 ml 40%iger Natriumbisulfitlösung zu Dihydroxyviolanthron reduziert. Der Dihydroxyviolanthronniederschlag wird schliesslich abfiltriert, gewaschen und getrocknet.After the electrolysis has ended, the anolyte is poured into a beaker, 10.0 g (0.021 mol) of 4,4'-bibenzanthrone are added, and the reaction mixture is stirred at 30 ° C. for 4 hours. The dioxoviolanthrone formed is reduced in situ by dropwise addition of 400 ml of 40% sodium bisulfite solution to dihydroxyviolanthrone. The dihydroxyviolanthrone precipitate is finally filtered off, washed and dried.

Ausbeute Dihydroxyviolanthron 11,0 g = 76,4% d.Th.Yield of dihydroxyviolanthrone 11.0 g = 76.4% of theory

Dihydroxyviolanthron dient als Zwischenprodukt für die Synthese des Küpenfarbstoffes der Formel

Figure imgb0007
der durch Methylierung von Dihydroxyviolanthron erhalten wird.Dihydroxyviolanthrone serves as an intermediate for the synthesis of the vat dye of the formula
Figure imgb0007
which is obtained by methylation of dihydroxyviolanthrone.

Die Ausbeute beträgt dabei ca. 99,5%, wenn elektrochemisch dargestelltes Dihydroxyviolanthron eingesetzt wird.The yield is approximately 99.5% when electrochemically represented dihydroxyviolanthrone is used.

Beispiele 2 bis 5Examples 2 to 5

Wie im Beispiel 1 beschrieben werden in den folgenden Beispielen in der gleichen Elektrolysezelle anstelle von Anthrachinon die folgenden substituierten Anthrachinone zunächst elektrochemisch in die Semichinonform überführt, die in situ mit Glycerin zum entsprechenden, substituierten Benzanthron reagiert.

Figure imgb0008
As described in Example 1, the following substituted anthraquinones are first electrochemically converted to the semiquinone form in the same electrolysis cell instead of anthraquinone, which reacts in situ with glycerol to give the corresponding substituted benzanthrone.
Figure imgb0008

Beispiel 6Example 6

In einer Elektrolyseapparatur mit Kohle-Kathode, einer Anode ausglasartig gesinterter Kohle und Tondiaphragma werden auf der Kathodenseite in 1300 g Schwefelsäure 88%ig 46,8 g Anthrachinon (0,225 Mol) gelöst und bei Stromdurchgang 31,05 g Glyzerin zugetropft.In an electrolysis apparatus with a carbon cathode, an anode made of sintered carbon and a clay diaphragm, 88.8% of 88.8% anthraquinone (0.225 mol) are dissolved in 1300 g of sulfuric acid on the cathode side, and 31.05 g of glycerin are added dropwise when the current is passed through.

Die Anodenseite der Elektrolysezelle enthält ebenfalls 1300 g Schwefelsäure 88%ig, worin 100 g MnSO4·H2O (0,59 Mol) suspendiert sind. Bei 95°C werden 51 600 Coulomb zur Elektrolyse verbraucht (3,5 V, 3 A, 5 h).The anode side of the electrolysis cell also contains 1300 g of 88% strength sulfuric acid, in which 100 g of MnSO 4 .H 2 O (0.59 mol) are suspended. At 95 ° C 51 600 coulombs are used for electrolysis (3.5 V, 3 A, 5 h).

Nach Ausfällung aus dem Katholyten und Sublimation des Rohbenzanthrons werden 37,08g Benzanthron, Smp. 171-173°C, isoliert. Das entspricht einer Ausbeute von 71,6% d.Th., bei einer kathodischen Stromausbeute von 60%.After precipitation from the catholyte and sublimation of the crude benzanthrone, 37.08 g of benzanthrone, mp. 171-173 ° C., are isolated. This corresponds to a yield of 71.6% of theory with a cathodic current yield of 60%.

Der Anolyt wird nach beendeter Elektrolyse wie im Beispiel 1 beschrieben, zur Oxidation von 4,4'-Bibenzanthron verwendet.After the electrolysis has ended, the anolyte is used as described in Example 1 for the oxidation of 4,4'-bibenzanthrone.

Beispiele 7 bis 13Examples 7 to 13

Arbeitet man wie im Beispiel 6 beschrieben, variiert jedoch im Katholyten das Anthrachinon/Glyzerin-Verhältnis und auf der Anodenseite das Kationenpaar und verwendet als Anode eine Platinelektrode, so erhält man im Hinblick auf die Benzanthronausbeute die folgenden Ergebnisse:

Figure imgb0009
If one works as described in Example 6, but the anthraquinone / glycerol ratio varies in the catholyte and the cation pair on the anode side and a platinum electrode is used as the anode, the following results are obtained with regard to the benzanthrone yield:
Figure imgb0009

Beispiel 14Example 14

In der Elektrolyseapparatur wie in Beispiel 1 beschrieben, wird statt einer Pt-Anode eine Ti/Pb02-Anode verwendet.In the electrolysis apparatus as described in Example 1, a Ti / Pb0 2 anode is used instead of a Pt anode.

Das Tondiaphragma wird durch eineIonenaustauschermembran aus perfluorierten polymeren Kohlenwasserstoffen ersetzt. Die Kathodische Reaktion und die anodische Reaktion laufen gleichzeitig ab.The clay diaphragm is replaced by an ion exchange membrane made of perfluorinated polymeric hydrocarbons. The cathodic reaction and the anodic reaction take place simultaneously.

Die kathodische Benzanthronsynthese verläuft wie in Beispiel 5 beschrieben. Ausbeute Benzanthron sublimiert 83,5% d.Th. Smp. 170-172°C.The cathodic benzanthrone synthesis proceeds as described in Example 5. Yield benzanthrone sublimates 83.5% of theory Mp 170-172 ° C.

Im Anodenraum werden in 130 g H2S04 88%ig 2 g MnSO4·H2O gelöst und nachdem sich kurz nach Beginn der Elektrolyse die farblose Lösung nach blassviolett (Mn2+ → Mn3+) verändert hat, werden 5 g 4,4'-Bibenzanthron (0,011 Mol) in dem 95°C warmen Anolyt gelöst. Nach Durchgang von 51500 CoulombIn the anode compartment, 130 g of H 2 S0 4 88% i g 2 g of MnSO4 .H 2 O are dissolved and, shortly after the start of the electrolysis, the colorless solution has changed to pale violet (Mn 2+ → Mn 3+ ), 5 g 4,4'-Bibenzanthron (0.011 mol) dissolved in the 95 ° C anolyte. After passing 51500 coulombs

( 7,5 V, 2 A, 7,5 h) wird die Elektrolyse abgebrochen. Stromausbeute 70,2% d.Th. Der Anolyt wird mit Wasser auf 60% verdünnt und das gebildete Dioxoviolanthron wird abfiltriert, neutralgewaschen und getrocknet. Ausbeute 2,1 g = 39,28% d.Th.(7.5 V, 2 A, 7.5 h) the electrolysis is stopped. Current yield 70.2% of theory The anolyte is diluted to 60% with water and the dioxoviolanthrone formed is filtered off, washed neutral and dried. Yield 2.1 g = 39.28% of theory

Dioxoviolanthron kann wie üblich zu Dihydroxyviolanthron reduziert werden.Dioxoviolanthrone can be reduced to dihydroxyviolanthrone as usual.

Beispiel 15Example 15

In einer Elektrolyseapparatur mit Kohle-Kathode, Pt-Anode und Tondiaphragma werden auf der Kathodenseite in 1300 g Schwefelsäure 88%ig 46,8 g Anthrachinon (0,225 Mol) gelöst und bei Stromdurchgang 31,05 g Glyzerin zugetropft.46.8 g of anthraquinone (0.225 mol) are dissolved in 1300 g of sulfuric acid in 1300 g of sulfuric acid in an electrolysis apparatus with a carbon cathode, Pt anode and sound diaphragm on the cathode side, and 31.05 g of glycerol are added dropwise when the current is passed through.

Die Anodenseite der Elektrolysezelle enthält 600 g 88%ige Schwefelsäure, worin 80 g MnSO4·H2O (0,47 Mol) und 0,62 g Ag2S04 (2 mMol) suspendiert bzw. gelöst sind.The anode side of the electrolytic cell contains 600 g of 88% sulfuric acid, in which 80 g of MnSO 4 .H 2 O (0.47 mol) and 0.62 g of Ag 2 S0 4 (2 mmol) are suspended or dissolved.

Bei 95°C werden 51700 Coulomb zur Elektrolyse verbraucht (3,5 V, 3 A, 5 h).At 95 ° C, 51700 coulombs are used for electrolysis (3.5 V, 3 A, 5 h).

Nach Ausfällen aus dem Katholyten und Sublimation des Rohbenzanthrons werden 44 g Benzanthron, Smp. 171-173°C, isoliert. Das entspricht einer Produktausbeute von 85% d.Th. und einer Stromausbeute von 71%.After precipitation from the catholyte and sublimation of the crude benzanthrone, 44 g of benzanthrone, mp. 171-173 ° C., are isolated. This corresponds to a product yield of 85% of theory and a current efficiency of 71%.

Der Anolyt wird nach beendeter Elektrolyse mit 25 g (0,055 Mol) 4,4'-Bibenzanthron versetzt und 4 Stunden bei 30°C gerührt. Nach Verdünnung der Reaktionsmasse mit 640 ml Wasser wird das gebildete Dioxoviolanthron in situ durch Einleiten von 2,24 Liter S02 (0,1 Mol) bei 60°C zu Dihydroxyviolanthron reduziert. Der Dihydroxyviolanthronniederschlag wird abfiltriert, gewaschen und getrocknet. Ausbeute an Dihydroxyviolanthron 24,1 g = 90% d.Th. (0,049 Mol) bei einer Gesamtstromausbeute von 73,4%.After the electrolysis has ended, 25 g (0.055 mol) of 4,4'-bibenzanthrone are added and the mixture is stirred at 30 ° C. for 4 hours. After dilution of the reaction mass with 640 ml of water, the dioxoviolanthrone formed is reduced in situ by introducing 2.24 liters of SO 2 (0.1 mol) at 60 ° C. to dihydroxyviolanthrone. The dihydroxyviolanthrone precipitate is filtered off, washed and dried. Yield of dihydroxyviolanthrone 24.1 g = 90% of theory (0.049 mol) with a total current yield of 73.4%.

Beispiel 16Example 16

In 145 ml Anolyt, welcher 0,086 Mol Mn3+ enthält gibt man innert 1 Stunde 5,02 g (Titer 90%) Bibenzanthron und lässt während 1½ Stunden bei 30°C reagieren (Umwandlung Mn3+ → Mn 2+ = 85%). Danach fügt man zum Reaktionsgemisch 145 ml Wasser hinzu, erhitzt auf 60°C und gast unter Rühren innert 45 Minuten 5,36 g S02 ein, wovon 0,694 g zur Reduktion des gebildeten Dioxoviolanthrons verbraucht werden. Man erhitzt die Reaktionsmischung während 2 Stunden auf 90°C und bläst überschüssiges S02 mit Stickstoff aus.In 145 ml of anolyte containing 0.086 mol of Mn 3+ , 5.02 g (titer 90%) of bibenzanthrone are added within 1 hour and the mixture is left to react at 30 ° C. for 1½ hours (conversion of Mn 3+ → Mn 2+ = 85%) . Then 145 ml of water are added to the reaction mixture, the mixture is heated to 60 ° C. and 5.36 g of S0 2 are gasified with stirring within 45 minutes, of which 0.694 g are used to reduce the dioxoviolanthrone formed. The reaction mixture is heated to 90 ° C. for 2 hours and excess SO 2 is blown out with nitrogen.

Das Reaktionsprodukt wird über eine Fritte filtriert und die Mutterlauge wird am Vakuum (1 bis 5 mm Hg) wieder aufkonzentriert. Das Reaktionsprodukt wird mit Wasser neutral gewaschen und getrocknet. Ausbeute Dihydroxyviolanthron 4,85 g = 90,67% d.Th.The reaction product is filtered through a frit and the mother liquor is concentrated again in vacuo (1 to 5 mm Hg). The reaction product is washed neutral with water and dried. Yield of dihydroxyviolanthrone 4.85 g = 90.67% of theory

Ausbeute eingeengte Mutterlauge 116 ml enthaltend 198,4 g H2SO4 und Mn2+. Die Mutterlauge wird mit 98% H2SO4 und Wasser auf 145 ml gestellt, in den Anodenraum gefüllt und der anodische Oxydationscyclus wird wiederholt.Yield concentrated mother liquor 116 ml containing 198.4 g H 2 SO 4 and Mn 2+ . The mother liquor is made up to 145 ml with 98% H 2 SO 4 and water, filled into the anode compartment and the anodic oxidation cycle is repeated.

Nach 5 Cyclen reinigt man nach Abtrennen des Produkts die Mn-II-haltige Schwefelsäure durch Zusatz von 1 g Aktivkohle, anschliessendes Erwärmen auf 40°C und Filtration. Der geklärte Anolyt ist wieder hellgelb und kann nach Aufkonzentration in weiteren Oxydationscyclen verwendet werden.After 5 cycles, after separating off the product, the Mn-II-containing sulfuric acid is purified by adding 1 g of activated carbon, then heating to 40 ° C. and filtration. The clarified anolyte is light yellow again and can be used in further oxidation cycles after concentration.

Die Stromausbeute der Reoxydation des Mangan-II- zum Mangan-III-sulfat wird durch katalytische Mengen an Silberionen positiv beeinflusst und ist ausserdem von der Stromdichte und dem Umsetzungsgrad abhängig.

Figure imgb0010
The current efficiency of the reoxidation of the manganese-II to manganese-III sulfate is influenced positively by catalytic amounts of silver ions and is also dependent on the current density and the degree of conversion.
Figure imgb0010

Beispiel 17Example 17

In der Elektrolyseapparatur wie in Beispiel 1 beschrieben, wird statt einer Pt-Anode eine Ti/Pb02-Anode verwendet. Das Tondiaphragma wird durch eine Ionenaustauschermembran aus perfluorierten polymeren Kohlenwasserstoffen ersetzt. Die kathodische Reaktion und die anodische Reaktion laufen gleichzeitig in der Elektrolysezelle ab.In the electrolysis apparatus as described in Example 1, a Ti / Pb0 2 anode is used instead of a Pt anode. The clay diaphragm is replaced by an ion exchange membrane made of perfluorinated polymeric hydrocarbons. The cathodic reaction and the anodic reaction take place simultaneously in the electrolytic cell.

Die kathodische Benzanthronsynthese verläuft wie in Beispiel 1 beschrieben. Ausbeute Benzanthron sublimiert 81,5% d.Th., Smp. 171-172°C, kathodische Stromausbeute 68,4% d.Th.The cathodic benzanthrone synthesis proceeds as described in Example 1. Yield benzanthrone sublimates 81.5% of theory, mp. 171-172 ° C, cathodic current efficiency 68.4% of theory

Im Anodenraum werden in 130 g H2SO4 88%ig 2 g MnSO4·H2O gelöst und nachdem sich kurz nach Beginn der Elektrolyse die farblose Lösung nach blassviolett (Mn2+Mn 3+) verändert hat, werden 2 g Tetrachlorpyren (0,0058 Mol) in dem 95°C warmen Anolyten gelöst. Nach Durchgang von 51600 Coulomb (7,0 V, 4 A, 4 h), wird die Elektrolyse abgebrochen.In the anode compartment are dissolved in 130 g H 2 SO 4 88% i g 2 g MnSO 4 · H 2 O and after the colorless solution has changed to pale violet (Mn 2+Mn 3+ ) shortly after the start of the electrolysis, 2 g tetrachloropyrene (0.0058 mol) dissolved in the 95 ° C anolyte. After passing 51600 Coulomb (7.0 V, 4 A, 4 h), the electrolysis is stopped.

Der Anolyt wird mit Wasser auf 50% H2SO4 verdünnt und der feste Rückstand wird abgenutscht, neutral gewaschen und getrocknet. Ausbeute roh, nach Trocknung: 2,4 g.The anolyte is diluted with water to 50% H 2 SO 4 and the solid residue is filtered off, washed neutral and dried. Yield raw, after drying: 2.4 g.

Dieser Trockenrückstand enthält nach massenspektrometrischer Analyse als Produkt Naphthalintetracarbonsäureanhydrid, Naphthalintetracarbonsäure,und etwas Ausgangsmaterial, Tetrachlorpyren.According to mass spectrometric analysis, this dry residue contains the product naphthalene tetracarboxylic anhydride, naphthalene tetracarboxylic acid, and some starting material, tetrachloropyrene.

Beispiel 18Example 18

Wie in Beispiel 1 beschrieben werden in einer Elektrolyseapparatur mit Kohle-Kathode, Pt-Anode und Tondiaphragma auf der Kathodenseite 1300 g H2SO4 88%ig mit 46,8 g Anthrachinon versetzt und nach Lösung des Anthrachinons und Anlegen einer Spannung von 3,5 V, 31,05 g Glyzerin zugetropft.As described in Example 1, in an electrolysis apparatus with carbon cathode, Pt anode and sound diaphragm on the cathode side 1300 g H 2 SO 4 88% with 88.8 g anthraquinone and after dissolving the anthraquinone and applying a voltage of 3, 5 V, 31.05 g of glycerin added dropwise.

Die Anodenseite der Elektrolysezelle enthält 130 g Schwefelsäure 88%ig, worin 10 g MnSO4·H2O suspendiert sind.The anode side of the electrolytic cell contains 130 g of 88% strength sulfuric acid, in which 10 g of MnSO 4 .H 2 O are suspended.

Bei 95°C werden 51900 Coulomb zur Elektrolyse verbraucht (3,5 V, 3 A, 5 h).At 95 ° C, 51900 coulombs are used for electrolysis (3.5 V, 3 A, 5 h).

Ausbeute nach Aufarbeitung des Kathodenraums: Benzanthron 79,4% d.Th., Smp. 173-174°C. Die kathodische Stromausbeute beträgt 83,7% d.Th.Yield after working up the cathode compartment: benzanthrone 79.4% of theory, mp. 173-174 ° C. The cathodic current yield is 83.7% of theory

Der Anolyt wird mit einer Portion von 14,0 g = 0,04 Mol Tetrachlorpyren versetzt und 6 Stunden bei 30°C gerührt. Das gebildete Produkt wird mit 300 ml Wasser verdünnt, abgenutscht, neutral gewaschen und getrocknet.A portion of 14.0 g = 0.04 mol of tetrachloropyrene is added to the anolyte and the mixture is stirred at 30 ° C. for 6 hours. The product formed is diluted with 300 ml of water, suction filtered, washed neutral and dried.

Ausbeute roh, nach Trocknung: 13,5 g.Yield raw, after drying: 13.5 g.

Der Trockenrückstand enthält nach massenspektrometrischer Analyse neben geringen Mengen Ausgangsmaterial als Produkt Naphthalintetracarbonsäureanhydrid.According to mass spectrometric analysis, the dry residue contains naphthalene tetracarboxylic anhydride in addition to small amounts of starting material.

Beispiel 19Example 19

200 g Schwefelsäure 90%, enthaltend 0,09 Mol Mn-III-sulfat, erhalten durch elektrochemische Oxidation von Mn-II-sulfat gemäss Beispiel 6, werden bei Raumtemperatur unter Rühren mit 1,54 g (0,01 Mol) Acenaphthen versetzt, wobei eine Temperaturerhöhung um 2°C eintritt. Nach 5 stündigem Rühren bei Raumtemperatur wird das Reaktionsgemisch auf eine Schwefelsäurekonzentration von 55% verdünnt und der unlösliche organische Rückstand abgenutscht. Das Nutschgut wird mit Wasser nachgewaschen und getrocknet.200 g of sulfuric acid 90%, containing 0.09 mol of Mn-III sulfate, obtained by electrochemical oxidation of Mn-II sulfate according to Example 6, are mixed with 1.54 g (0.01 mol) of acenaphthene at room temperature while stirring, with a temperature increase of 2 ° C. After stirring for 5 hours at room temperature, the reaction mixture is diluted to a sulfuric acid concentration of 55% and the insoluble organic residue is filtered off with suction. The filter cake is washed with water and dried.

Ausbeute an Rohsubstanz: 1 g (nach Trocknung)Yield of raw substance: 1 g (after drying)

Die massenspektrometische Analyse ergibt, dass der Trockenrückstand 1,8-Naphthalindicarbonsäureanhydrid enthält.The mass spectrometric analysis shows that the dry residue contains 1,8-naphthalenedicarboxylic acid anhydride.

Beispiel 20Example 20

Verwendet man anstelle von Acenaphthen 1,28 g (0,01 Mol) Naphthalin und verfährt im übrigen so, wie im Beispiel 19 beschrieben, so erhält man 0,5 g eines Trockenrückstandes in dem sich massenspektroskopisch Phthalsäureanhydrid nachweisen lässt.If, instead of acenaphthene, 1.28 g (0.01 mol) of naphthalene is used and the procedure is otherwise as described in Example 19, 0.5 g of a dry residue is obtained in which phthalic anhydride can be detected by mass spectroscopy.

Beispiel 21Example 21

10 g (0,03 Mol) Malachitgrün Leukobase werden mit 0,09 Mol Mn-III-sulfat, gelöst in 200 g Schwefelsäure 90%, wie im Beispiel 19 beschrieben, oxidiert. - Die schwefelsaure Mn-III-sulfatlösung wurde durch elektrochemische Oxidation von Mn-II-sulfat erhalten, gemäss Beispiel 6.10 g (0.03 mol) of L malachite green eukobase be 0.09 mol Mn-III-sulphate, dissolved in 200 g of sulfuric acid 90% as described in Example 19 oxidized. - The sulfuric acid Mn-III sulfate solution was obtained by electrochemical oxidation of Mn-II sulfate, according to Example 6.

Innert 10 Min. wird die Lösung dunkel und die Temperatur steigt auf 53°C an. Nach 1,5 Std. ist die Oxydation beendet und die unverdünnte 90%ige Schwefelsäure wird über eine Glasfritte abgenutscht; so werden 54,4 g MnS04 x n H2SO4, feucht, zurückgewonnen. Die Mutterlauge wird auf 55% Schwefelsäure verdünnt und diese Lösung mit 30%iger NaOH auf pH 3 gestellt. Dabei fällt Malachitgrün in dunkelgrün glänzenden Kristallen der Zusammensetzung C23H25N2 (+).(SO4 2-)/ 2 x n Na2SO4 aus.The solution darkens within 10 minutes and the temperature rises to 53 ° C. The oxidation is complete after 1.5 hours and the undiluted 90% sulfuric acid is filtered off with a glass frit; 54.4 g of MnS0 4 xn H 2 SO 4 , moist, are recovered. The mother liquor will diluted to 55% sulfuric acid and this solution adjusted to pH 3 with 30% NaOH. Malachite green precipitates in dark green shiny crystals of the composition C 23 H 25 N 2 (+) . (SO 4 2 -) / 2 xn Na 2 SO 4 .

Ausbeute getrocknet: 19 gYield dried: 19 g

Claims (20)

1. Elektrochemisches Verfahren zur Herstellung von Benzanthronen und planaren polycyclischen aromatischen Oxyverbindungen, dadurch gekennzeichnet, dass man in einer durch ein Diaphragma in einen Kathoden- und einen Anodenraum getrennten Elektrolysezelle, die eine Säure enthält, arbeitet, wobei man im Kathodenraum ein Anthrachinon der Formel
Figure imgb0011
elektrochemisch in die Semichinonform überführt und diese mit Glyzerin zum Benzanthron der Formel
Figure imgb0012
umsetzt, wobei die Benzolringe A und B substituiert sein können und gleichzeitig im Anodenraum die Kationen eines Uebergangsmetallsalzes von einer niederen in die höhere Oxidationsstufe überführt; diese Metallionen zur chemischen Oxidation von planaren polycyclischen aromatischen Verbindungen zu den entsprechenden Oxyverbindungen verwendet und die gebildeten Produkte aus dem Katholyten und Anolyten isoliert.
1. Electrochemical process for the production of benzanthrones and planar polycyclic aromatic oxy compounds, characterized in that one works in an electrolysis cell which contains an acid and is separated by a diaphragm into a cathode and an anode space, an anthraquinone of the formula being used in the cathode space
Figure imgb0011
electrochemically converted into the semiquinone form and this with glycerin to the benzanthrone of the formula
Figure imgb0012
converts, where the benzene rings A and B can be substituted and at the same time the cations of a transition metal salt in the anode space from a lower to the higher oxidation state; these metal ions are used for the chemical oxidation of planar polycyclic aromatic compounds to the corresponding oxy compounds and the products formed are isolated from the catholyte and anolyte.
2. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man von Anthrachinonen ausgeht, deren Ringe A und B einen oder mehrere der folgenden Substituenten aufweisen, Alkyl (C1-C4), Alkoxy (C1-C4), Hydroxy oder Halogen.2. The method according to claim 1, characterized in that one starts from anthraquinones, the rings A and B of which have one or more of the following substituents, alkyl (C 1 -C 4 ), alkoxy (C 1 -C 4 ), hydroxy or halogen . 3. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man kathodisch Anthrachinon zum Oxanthron reduziert und dieses mit Glyzerin unter Ringschluss zu Benzanthron umsetzt.3. The method according to claim 1, characterized in that cathodically reduced anthraquinone to oxanthrone and this is reacted with glycerol with ring closure to benzanthrone. 4. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man im Anolyten während oder nach der Elektrolyse 4,4'-Bibenzanthron chemisch oxidativ in Dioxoviolanthron umwandelt.4. The method according to claim 1, characterized in that in the anolyte during or after the electrolysis 4,4'-bibenzanthron is converted chemically oxidatively into dioxoviolanthrone. 5. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man eine Elektrolysezelle mit einem Diaphragma der Porenweite 1 bis 300 µ verwendet.5. The method according to claim 1, characterized in that one uses an electrolysis cell with a diaphragm with a pore size of 1 to 300 µ. 6. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man Mineralsäuren mit einem pKs < 2 verwendet.6. The method according to claim 1, characterized in that mineral acids with a pK s <2 are used. 7. Verfahren gemäss Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass man Schwefelsäure der Konzentration 60 bis 98%, vorzugsweise 80 bis 95%, verwendet.7. The method according to claim 6, characterized in that sulfuric acid concentration 60 to 98%, preferably 80 to 95%, is used. 8. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man bei Temperaturen zwischen 50 bis 150°C, vorzugsweise 80 bis 120°C, insbesondere 90 bis 105°C, arbeitet.8. The method according to claim 1, characterized in that one works at temperatures between 50 to 150 ° C, preferably 80 to 120 ° C, in particular 90 to 105 ° C. 9. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man anodisch Uebergangsmetallionen oxidiert und so Redoxpaare mit einem Potential von +0,5 bis +2,5 Volt erhält.9. The method according to claim 1, characterized in that anodically oxidizing transition metal ions and thus redox pairs with a potential of +0.5 to +2.5 volts are obtained. 10. Verfahren gemäss Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass im Anodenraum eines der folgenden Redoxpaare vorliegt: Mn 2+/Mn 3+, Ce 3+/Ce 4+, Co 2+/Co 3+, Ag+/Ag2+. 10. The method according to claim 9, characterized in that one of the following redox pairs is present in the anode compartment: Mn 2+ / Mn 3+ , Ce 3+ / Ce 4+ , Co 2+ / Co 3+ , Ag + / Ag 2+. 11. Verfahren gemäss Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Anodenraum Mangan-II-sulfat enthält, das während der Elektrolyse zu Mangan-III-sulfat oxidiert wird.11. The method according to claim 10, characterized in that the anode compartment contains manganese-II sulfate, which is oxidized to manganese-III sulfate during the electrolysis. 12. Verfahren gemäss Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass im Anodenraum ein Gemisch zweier Redoxpaare in einem Molverhältnis von 1:100 bis 1:1000 vorliegt.12. The method according to claim 10, characterized in that a mixture of two redox pairs in a molar ratio of 1: 100 to 1: 1000 is present in the anode compartment. 13. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man die anodische Oxidation in Gegenwart katalytischer Mengen eines Silber-(I)-Salzes, vorzugsweise Silber-I-sulfat, in einer Konzentration von 1 bis 10 mMol pro Mol Uebergangsmetallsalz, durchführt.13. The method according to claim 1, characterized in that one carries out the anodic oxidation in the presence of catalytic amounts of a silver (I) salt, preferably silver I-sulfate, in a concentration of 1 to 10 mmol per mole of transition metal salt. 14.. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man zur Durchführung der chemischen Reaktion den Inhalt von Kathoden- und Anodenraum nach erfolgter Elektrochemischer Redox-Reaktion von der Elektrolysezelle in separate Reaktorgefässe überführt.14 .. The method according to claim 1, characterized in that to carry out the chemical reaction, the contents of the cathode and anode compartment after the electrochemical redox reaction is transferred from the electrolytic cell into separate reactor vessels. 15. Verfahren gemäss Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass man den in der chemischen Oxidationsreaktion verbrauchten Anolyten reinigt, aufkonzentriert und wieder in den Anodenraum der Elektrolysezelle zurückführt, wo die Uebergangsmetallionen erneut elektrochemisch oxidiert werden.15. The method according to claim 14, characterized in that the anolyte used in the chemical oxidation reaction is cleaned, concentrated and returned to the anode compartment of the electrolytic cell, where the transition metal ions are again electrochemically oxidized. 16. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man Anthrachinon kathodisch in 80- bis 90%iger Schwefelsäure reduziert und gleichzeitig Glyzerin im Molverhältnis 1:1,1 bis 1:2 zugibt, nach beendeter Reaktion die Schwefelsäure auf 60% verdünnt und das ausgefallene Benzanthron isoliert.16. The method according to claim 1, characterized in that anthraquinone is reduced cathodically in 80 to 90% sulfuric acid and at the same time glycerol is added in a molar ratio of 1: 1.1 to 1: 2, after the reaction has ended, the sulfuric acid is diluted to 60% and that fancy benzanthrone isolated. 17. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man anodisch in 80- bis 90%iger Schwefelsäure Mangan-II-sulfat in Gegenwart von 4,4'-Bibenzanthron zu Mangan-III-sulfat oxidiert, das in situ als Oxidationsmittel wirkt und 4,4'-Bibenzanthron in Dioxoviolanthron überführt.17. The method according to claim 1, characterized in that anodically in 80- to 90% sulfuric acid, manganese-II-sulfate is oxidized in the presence of 4,4'-bibenzanthrone to manganese-III-sulfate, which acts in situ as an oxidizing agent and 4,4'-Bibenzanthron converted into dioxoviolanthron. 18. Verfahren gemäss den Ansprüchen 1, 14 und 15, dadurch gekennzeichnet, dass man anodisch in 80- bis 90%iger Schwefelsäure Mangan-II- zu Mangan-III-sulfat oxidiert, anschliessend den Anolyten in einem separaten Reaktorgefäss zur oxidativen Umwandlung von 4,4'-Bibenzanthron in Dioxoviolanthron verwendet und den Anolyten nach Isolieren des Produkts zur Reoxidation in den Anodenraum zurückführt.18. Process according to claims 1, 14 and 15, characterized in that manganese-II- is oxidized anodically in 80- to 90% sulfuric acid to manganese-III-sulfate, then the anolyte in a separate reactor vessel for the oxidative conversion of 4 , 4'-Bibenzanthron in Dioxoviolanthron used and the anolyte after isolation of the product for reoxidation in the anode compartment. 19. Verfahren zur Aufarbeitung der Produkte, dadurch gekennzeichnet, dass man entweder den mineralsauren Elektrolyten verdünnt und das ausgefällte Produkt isoliert oder das Produkt mittels organischer Lösungsmittel aus dem verdünnten sauren Elektrolyten extrahiert und nach üblichen Methoden isoliert.19. Process for working up the products, characterized in that either the mineral acid electrolyte is diluted and the precipitated product is isolated or the product is extracted from the dilute acid electrolyte by means of organic solvents and isolated by customary methods. 20. Die gemäss der Reaktion nach Anspruch 1 hergestellten Benzanthrone und planaren polycyclischen aromatischen Oxyverbindungen.20. The benzanthrones and planar polycyclic aromatic oxy compounds prepared according to the reaction of claim 1.
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