JPH0147554B2 - - Google Patents

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Publication number
JPH0147554B2
JPH0147554B2 JP57033128A JP3312882A JPH0147554B2 JP H0147554 B2 JPH0147554 B2 JP H0147554B2 JP 57033128 A JP57033128 A JP 57033128A JP 3312882 A JP3312882 A JP 3312882A JP H0147554 B2 JPH0147554 B2 JP H0147554B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
anode
sulfuric acid
process according
reaction
oxidized
Prior art date
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Expired
Application number
JP57033128A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS57158389A (en
Inventor
Jeigaa Horusuto
Puratonaa Eritsuku
Berujiiiru Yatsukuesu
Komunineriisu Kurisutosu
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Novartis AG
Original Assignee
Ciba Geigy AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Ciba Geigy AG filed Critical Ciba Geigy AG
Publication of JPS57158389A publication Critical patent/JPS57158389A/en
Publication of JPH0147554B2 publication Critical patent/JPH0147554B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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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

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

この発明は隔膜によつてカソード室とアノード
室に分離されている電解槽において、カソードで
ベンゾアントロンそして同時にアノードで平面状
多環芳香族オキシ化合物を製造する電気化学的酸
化還元法に関するものである。 この発明により得られるオキシ化合物は従来、
しばしば還元反応又は酸化反応により製造され、
大量に生産する場合には高原子価の種々の重金属
又は重金属塩が用いられている。従つてこの処理
後には希釈された重金属塩溶液が残留し、生態学
上重大な問題を引起す。 例えば鉄、亜鉛、アルミニウム又は銅のような
金属が濃硫酸中で還元的にアントラキノンをセミ
キノン型に変換するのに用いられている。このよ
うな方法は、特に米国特許第1896147号(還元剤
Fe)、米国特許第2034485号及びソ連特許第
401130号(還元剤Fe及びCu)、A.M.Lahin,
Zhur.Obschei Khim.18,308(1948),CA44
1079b(還元剤Zn,A,CuSO4)参照及び米国
特許第1791309号(還元剤Zn及びA)に記載さ
れている。これらの中で鉄が還元剤として実用上
最大の価値を有する。しかし還元剤としての鉄の
使用では、アントラキノン1モルについて鉄2モ
ルを用いなければならぬために工業上及び生態学
上大きな欠点を伴う。このことは、例えば製造す
るベンゾアントロン1モルについて硫酸鉄2.0モ
ル、又は製造するベンゾアントロン1000gに対し
て少なくとも1320gの硫酸鉄が副生成物として生
ずることを意味する。更に生成したベンゾアント
ロンを単離するために硫酸を約20%に希釈せねば
ならぬので大量の廃硫酸を生ずるが、これは次に
エネルギーを浪費して再び濃硫酸にしなければな
らないか、又はその除去にも環境問題が生ずる。 多環芳香族化合物の酸化は、従来は高原子価の
金属塩によつて酸性媒体中で行われることが多か
つた。この場合には反応後還元された金属塩から
有機酸化生成物を分離するために、反応溶液を水
で十分に希釈し、有機生成物を別するか溶剤で
抽出するかするので、廃酸の除去と溶解した金属
塩による重大な生態学上の問題がここでも生起す
る。 従つて、例えばジヒドロキシビオールアントロ
ン500Kgを製造する際には、約30000Kgの10%硫酸
中にMnSO41200Kgを生ずる。この混合物の処理
は非経済的なものであり、硫酸の石コウ化と石コ
ウの処理の問題が残されている。 環境上問題のある還元剤乃至酸化剤の使用に代
わるものは環境上好ましい電気化学的反応を実施
することである。 例えばアントラキノンとグリセリンから出発し
てベンゾアントロンを製造する下記の電気化学的
方法がヨーロツパ特許出願第22062号により知ら
れている。アントラキノンは電解槽で酸性媒体中
カソードで還元されてセミキノン型、即ちオキサ
ントロンに変換され、これがグリセリンと閉環反
応してベンゾアントロンになる。 しかし、この方法ではアノードの酸化電位は利
用されていない。 従つて、この発明の課題は既に知られている電
気化学的酸化還元法について、カソードで進行す
る還元反応をアノードで同時に起る酸化反応と結
びつける方法を開発することにある。 米国特許第1544357号明細書により、アゾキシ
ベンゼンからベンジジンを、またアントラセンか
らアントラキノンを製造する電気化学的方法が知
られている。この場合にはアゾキシベンゼンはカ
ソードで、アントラセンはアノードでそれぞれ上
記の生成物に変換される。両方の反応は隔膜によ
つてカソード室とアノード室に分離されている電
解槽で同時に進行する。電解槽には、カソード側
にCr()塩を溶解し、またアノード側にCr()
塩とCr()塩を溶解している硫酸が入れられて
いる。 この公知の電気化学的方法はカソードでの還元
とアノードでの酸化を同時に行うものではある
が、ベンゾアントロン合成はCr()イオンによ
つて禁止されるので先の課題解決の参考にならな
い。更に、電解液として濃度75%以上の硫酸を使
用する場合には、米国特許に記載されているCr
()のCr()への酸化は後に処理できなかつ
た。 意外なことに、カソード室で金属塩を使用しな
くとも、カソード側でベンゾアントロンが得ら
れ、またアノード側でジオキソビオールアントロ
ンのような多環芳香族オキシ化合物が得られるこ
とが明らかになつた。すなわち、この場合には、
アノード及びカソードの電気化学的ポテンシヤル
を同時に利用する際にカソード室での金属イオン
の使用を止めることができる。更に、アノード側
ではマンガン、セリウム又はコバルト元素等の遷
移金属イオンが適当であることが明らかになつ
た。 この発明の方法は、隔膜によつてカソード室と
アノード室に分離されている酸を含有する電解槽
において、カソード室で次式 〔式中、A及びBのベンゼン環は置換されてい
てもよい。〕 で示されるアントラキノンを電気化学的にセミキ
ノン型に変換し、これをグリセリンと反応させて
次式 で示されるベンゾアントロンとし、同時にアノー
ド室で低酸化状態の遷移金属塩を高酸化状態に変
換し、この金属イオンを、平面状多環芳香族化合
物を化学的に酸化して相当するオキシ化合物とす
るために使用することにより、ベンゾアントロン
と多環平面状芳香族オキシ化合物を電気化学的に
同時に製造するものである。 カソード室で行われる、有用な建染め染料の中
間生成物として重要なベンゾアントロン製造の原
料としては好ましくは置換されていないアントラ
キノンが使用されるが、そのほか環AとBに下記
の置換基を1又は2以上有するアントラキノンも
用いられる:アルキル(C1−C4)例えばメチル
基又はエチル基、更にアルコキシ(C1−C4)例
えばメトキシ、エトキシ、n−及びiso−プロポ
キシ、n−、iso−及びtert−ブトキシ基;更に
置換基として水酸基及び塩素、臭素及びヨウ素も
挙げられる。 本発明によりアノード室で相当するオキシ化合
物変換される多環平面状芳香族化合物は、例えば
アントラキノン系、ベンゾアントロン系及びピレ
ン系のものである。このような原料化合物は最終
的にはアルデヒド又は酸に酸化される、例えばア
ルキル側鎖を持つていてもよい。 アノード室での化学的酸化反応の例として4,
4′−ビベンゾアントロンのジオキソビオールアン
トロンへの変換が挙げられる。 ジオキソビオールアントロンは、容易に還元さ
れて建染め染料合成の有用な中間生成物であるジ
ヒドロキシビオールアントロンになる。この場合
陽極液(Anolyten)をリサイクルするためには
ジオキソビオールアントロンのジヒドロキシビオ
ールアントロンへの還元をSO2−ガスを用いて行
うのが好ましい。 意外なことに、4,4′−ビベンゾアントロン又
はビオールアントロンのような難溶性で大きな芳
香族分子は、この新しい方法によつて容易に酸化
されるのである。この場合、酸化は化学量論的に
必要な量よりも少ない量の金属塩を含有する陽極
液を酸化剤として用いて直接アノード室で行うこ
とができ、また好ましくは化学量論量より多い金
属塩を含有する陽極液を酸化剤に用いてアノード
室から分離して行うことができる。 電解槽としては隔膜を備えた任意の槽を選ぶこ
とができるが、この隔膜は硫酸やリン酸のような
濃厚及び希薄な鉱酸に対して、並びに酢酸のよう
な有機酸に対して耐性でなければならない。隔膜
を構成する材料は、例えばガラス、磁器、多孔性
ポリテトラエチレン又はイオン交換膜の形の多フ
ツ化炭化水素ポリマーである。隔膜の孔の大きさ
は1〜300μである。 酸化的な副反応が起らないようにカソード室を
保護ガス雰囲気にして処理することができる。そ
のためには、水平面上の反応容器に例えば窒素ガ
スをわずかに供給すれば十分である。 カソードとしては電気化学的反応用の通常の工
業材料、例えば金属、金属合金、活性化金属、金
属酸化物電極、炭素電極又はガラス状焼結炭素か
らなる電極が挙げられる。 アノードとしては白金、ガラス状炭素製電極及
びチタン上のPbO2が挙げられる。チタン上の
PbO2は特にアノード室内におけるその場所での
反応に適している。 酸性媒体としては特にpKs<2の鉱酸、例えば
硫酸又はリン酸が挙げられる。特に適しているの
は濃度が60〜98%、とりわけ80〜95%の硫酸であ
る。 電解液は酸と共に溶剤として反応に不活性な有
機溶媒を含有することができる。 電気化学的合成は50〜150℃の温度で行われる。
工業的に意味のある濃度で処理できるようにする
ために、中間段階に生成するキノイド化合物の、
例えば硫酸性媒体への溶解性乃至懸濁性の面か
ら、約80〜120℃、特に90〜105℃の範囲の処理温
度が選ばれる。 平面状多環芳香族化合物の相当するオキシ化合
物への酸化は陽極液中で、酸性溶液での酸化電位
が少なくとも+0.5Vの遷移金属イオンにより行
なわれる。従つて酸化剤として有用な金属イオン
はアノード室で下記の式に従つて電解的に生成す
る。 Men+−xe-→Me(n+x)+ Me=金属イオン n+x=電荷数、xは1〜5、好ましくは1e-
=電子 即ち金属イオンはアノードで低酸化状態から高
酸化状態に変換される。 特に適しているのは酸化電位が+0.5〜+2.5V
の遷移金属−酸化還元対であり、具体的には以下
のものがあげられる。 Mn2+/Mn3++1.51V;Ce3+/Ce4++1.44V;
Co2+/Co3++1.842V(3n HNO3中);及びAg+
Ag2++1.987V(4n HCO4中); 水素標準電極に対して測定したものである。 この場合、アノード室には第二の酸化還元対が
存在していてもよく、一方は触媒量すなわちモル
比で1:100〜1:1000の量で用いられる。低い
方の濃度で用いられる成分、より詳しくいうと遷
移金属硫酸塩1モルに対して1〜10mmolの濃度
で用いられる成分が、硫酸銀()(これは反応
中アノードで酸化されて硫酸銀()になる。)
のような銀()塩である酸化還元対混合物を用
いるのが好ましい。触媒量の銀塩の添加は遷移金
属塩の高原子価状態への変換の収率を増大させ
る。 マンガン()のマンガン()への酸化の場
合には、マンガン()の収率は電流密度によつ
て約20〜50%増大する。 電気化学的に生産された高原子価状態の遷移金
属イオンは、その場所で陽極液に溶解した平面状
多環芳香族化合物と反応してそれを酸化し相当す
るオキシ化合物とし、それ自体は電子を取得して
再び低原子価状態に変わり、更にアノードで再酸
化されて、新たに酸化剤となる。このようにし
て、酸化剤は循環プロセスに導かれるので、有機
原料化合物をアノード室で酸化するのに必要な化
学量論量よりも少ない量で十分となる。 本発明の好ましい変形法では、アノード室は通
電時に金属塩乃至塩混合物のほかには有機化合物
を含有しない。この場合には金属塩乃至塩混合物
の、主要成分が殆ど全て高原子価状態に変換され
た時に電解を中止する。ここで、この塩溶液又は
懸濁液はアノード室から取り出され、別個の反応
容器で平面状多環芳香族化合物を酸化するために
用いられる。この場合には消費された酸化剤は再
生されないので、酸化剤と芳香族化合物との化学
量論的割合を保持しなければならない。 化学的酸化反応の終りに消費された酸化剤、即
ち低酸化状態の金属塩溶液は芳香族オキシ化合物
を分離した後、所望により活性炭で精製し、濃度
を上げて再びアノード室に戻し、ここで新たに電
解的に酸化される。 得られた生成物は通常の方法で陰極液(Katho
−lyten)並びに陽極液から単離される。反応媒
体として硫酸を用いる場合には、例えば60%に希
釈し、沈澱した生成物を別し、中性になるまで
洗浄するか、又は生成物を60%硫酸から市販の溶
剤を用いて抽出する。 陽極液は生成物を単離した後、元の濃度まで濃
縮し、次の酸化サイクルに使用される。 しかし希薄溶液で酸化して、次に酸化された陽
極液を元の濃度にすることもできる。 形成した反応生成物の抽出と相分離による単離
のためには高沸点不活性有機溶剤、特にハロゲン
化炭化水素、具体的にはモノクロルベンゼンのよ
うなクロルベンゼン類が適している。 抽出温度(生成物の有機溶剤への溶解)は70〜
110℃、好ましくは90〜100℃である。 本発明方法の最も重要な長所を下記に記す。 a カソード室とアノード室が酸化還元反応を同
時に行うのに利用されること、 b アノード室で遷移金属塩混合物を使用するこ
とにより、次式の反応 Men+→Me(n+x)+ で高い酸化収率が得られること、 c 陽極液が芳香族酸化生成物の分離後、所望に
より精製し、濃度を上げて新たに使用され、従
つて生態学上の問題を生じないこと。 本発明を下記の例によつて説明する。 例 1 炭素−カソード、白金−アノード及び磁器制隔
膜を備えた電解装置において、カソード側で88%
硫酸1300gにアントラキノン46.8g(0.225mol)
を溶かし、電解中グリセリン31.05gを滴下する。 電解槽のアノード側は、MnSO4・H2O10g
(0.059mol)を懸濁した88%硫酸130gを有する。 95℃で電解のため51700クーロン(3.5V,3A,
5時間)を流す。 粗ベンゾアントロンの陰極液からの沈澱と晶化
後、ベンゾアントロン44.0gが単離される。融点
171−173℃。これは理論量の85%収率に相当し、
カソードの電流収率は71.4%である。 陽極液は電解終了後ビーカーに入れ、4,4′−
ビベンゾアントロン10.0g(0.021mol)と混合し
て、反応混合物を30℃で4時間撹拌する。 生成したジオキソビオールアントロンをその場
所で40%亜硫酸水素ナトリウム溶液400mlを滴下
することによつて還元してジヒドロキシビオール
アントロンとする。次いでジヒドロキシビオール
アントロールの沈澱を別、洗浄し、乾燥する。 ジヒドロキシビオールアントロンの収量11.0
g、収率76.4%。 ジヒドロキシビオールアントロンは次式 で示される建染め染料合成の中間体として有用で
ある。この染料はジヒドロキシビオールアントロ
ンのメチル化によつて得られる。 電気化学的に製造されるジヒドロキシビオール
アントロンを用いる場合、収率は約99.5%であ
る。 例 2〜5 下記の例では、例1に記載したように同じ電解
槽でアントラキノンの代わりに下記の置換アント
ラキノンをまず電気化学的にセミキノン型に変換
し、それをその場所でグリセリンと反応させて相
当する置換ベンゾアントロンにする。
This invention relates to an electrochemical redox method for producing benzoanthrone at the cathode and simultaneously a planar polycyclic aromatic oxy compound at the anode in an electrolytic cell separated by a diaphragm into a cathode chamber and an anode chamber. . The oxy compound obtained by this invention has conventionally been
Often produced by reduction or oxidation reactions,
For large-scale production, various high-valent heavy metals or heavy metal salts are used. Therefore, after this treatment, a dilute heavy metal salt solution remains, causing serious ecological problems. For example, metals such as iron, zinc, aluminum or copper have been used to reductively convert anthraquinone to the semiquinone form in concentrated sulfuric acid. Such a method is particularly known in US Pat. No. 1,896,147 (reducing agent
Fe), US Patent No. 2034485 and USSR Patent No.
No. 401130 (Reducing agents Fe and Cu), AMLahin,
Zhur.Obschei Khim. 18 , 308 (1948), CA 44 ,
1079b (reducing agents Zn, A, CuSO 4 ) and in US Pat. No. 1,791,309 (reducing agents Zn and A). Among these, iron has the greatest practical value as a reducing agent. However, the use of iron as a reducing agent involves major industrial and ecological disadvantages, since 2 moles of iron must be used for every mole of anthraquinone. This means, for example, that for every mole of benzantrone produced, 2.0 moles of iron sulfate, or for every 1000 g of benzantrone produced, at least 1320 g of iron sulfate are produced as a by-product. Furthermore, in order to isolate the produced benzanthrone, the sulfuric acid must be diluted to about 20%, resulting in a large amount of waste sulfuric acid, which then has to be converted into concentrated sulfuric acid again, wasting energy, or Its removal also poses environmental problems. Oxidation of polycyclic aromatic compounds has conventionally often been carried out in acidic media using high-valent metal salts. In this case, in order to separate the organic oxidation product from the reduced metal salt after the reaction, the reaction solution is sufficiently diluted with water and the organic product is separated or extracted with a solvent. Significant ecological problems arise here as well due to removal and dissolved metal salts. Thus, for example, when producing 500 kg of dihydroxybiolanthrone, 1200 kg of MnSO 4 are produced in approximately 30,000 kg of 10% sulfuric acid. The treatment of this mixture is uneconomical, and the problems of gypsum conversion of sulfuric acid and treatment of gypsum remain. An alternative to the use of environmentally problematic reducing or oxidizing agents is to carry out environmentally friendly electrochemical reactions. For example, the following electrochemical process for producing benzantrone starting from anthraquinone and glycerin is known from European Patent Application No. 22062. Anthraquinone is reduced at the cathode in an acidic medium in an electrolytic cell and converted to the semiquinone form, ie, oxanthrone, which undergoes a ring-closing reaction with glycerin to form benzaanthrone. However, this method does not utilize the oxidation potential of the anode. Therefore, an object of the present invention is to develop a method for the already known electrochemical redox method in which the reduction reaction proceeding at the cathode is combined with the oxidation reaction occurring simultaneously at the anode. From US Pat. No. 1,544,357 an electrochemical process is known for producing benzidine from azoxybenzene and anthraquinone from anthracene. In this case, azoxybenzene and anthracene are converted at the cathode and anthracene at the anode, respectively, to the products mentioned above. Both reactions proceed simultaneously in an electrolytic cell separated by a diaphragm into a cathode and anode chamber. In the electrolytic cell, Cr() salt is dissolved on the cathode side, and Cr() salt is dissolved on the anode side.
Salt and sulfuric acid are added which are dissolving the Cr() salt. Although this known electrochemical method simultaneously performs reduction at the cathode and oxidation at the anode, benzaanthrone synthesis is inhibited by Cr() ions, so it is not useful for solving the previous problem. Furthermore, when using sulfuric acid with a concentration of 75% or more as an electrolyte, Cr described in the US patent
The oxidation of () to Cr() could not be processed later. Surprisingly, it has become clear that benzanthrone can be obtained on the cathode side and polycyclic aromatic oxy compounds such as dioxobiolanthrone can be obtained on the anode side without using a metal salt in the cathode chamber. Ta. That is, in this case,
The use of metal ions in the cathode compartment can be stopped when simultaneously utilizing the electrochemical potentials of the anode and cathode. Furthermore, transition metal ions such as the elements manganese, cerium or cobalt have proven suitable on the anode side. The method of this invention is performed in an electrolytic cell containing an acid that is separated into a cathode chamber and an anode chamber by a diaphragm, and in which the following formula is applied in the cathode chamber. [In the formula, the benzene rings of A and B may be substituted. ] The anthraquinone represented by is electrochemically converted into the semiquinone form, and this is reacted with glycerin to form the following formula: At the same time, the transition metal salt in the low oxidation state is converted to the high oxidation state in the anode chamber, and this metal ion is converted into the corresponding oxy compound by chemically oxidizing the planar polycyclic aromatic compound. By using this method, benzanthrone and a polycyclic planar aromatic oxy compound can be simultaneously produced electrochemically. Preferably, unsubstituted anthraquinone is used as the raw material for the production of benzaanthrone, which is an important intermediate product for useful vat dyes, carried out in the cathode chamber. or anthraquinones having two or more are also used: alkyl (C 1 -C 4 ) such as methyl or ethyl groups, and also alkoxy (C 1 -C 4 ) such as methoxy, ethoxy, n- and iso-propoxy, n-, iso- and tert-butoxy group; further substituents include hydroxyl group and chlorine, bromine and iodine. Polycyclic planar aromatic compounds which are converted into corresponding oxy compounds in the anode chamber according to the invention are, for example, those of the anthraquinone series, benzanthrone series and pyrene series. Such starting compounds may have, for example, alkyl side chains that are ultimately oxidized to aldehydes or acids. As an example of a chemical oxidation reaction in the anode chamber, 4.
Conversion of 4'-bibenzanthrone to dioxobiolanthrone is mentioned. Dioxobioleanthrone is easily reduced to dihydroxybioleanthrone, which is a useful intermediate in vat dye synthesis. In this case, in order to recycle the anolyte, the reduction of dioxobiolanthrone to dihydroxybiolanthrone is preferably carried out using SO 2 - gas. Surprisingly, poorly soluble and large aromatic molecules such as 4,4'-bibenzanthrone or bioluanthrone are easily oxidized by this new method. In this case, the oxidation can be carried out directly in the anode chamber using as oxidizing agent an anolyte containing less than the stoichiometrically required amount of metal salt and preferably more than the stoichiometric amount of the metal salt. This can be done using a salt-containing anolyte as the oxidizing agent and separating it from the anode chamber. The electrolytic cell can be any cell equipped with a diaphragm that is resistant to concentrated and dilute mineral acids such as sulfuric and phosphoric acids, and to organic acids such as acetic acid. There must be. The material constituting the diaphragm is, for example, glass, porcelain, porous polytetraethylene or a polyfluorinated hydrocarbon polymer in the form of an ion exchange membrane. The pore size of the diaphragm is 1-300μ. The cathode chamber can be treated with a protective gas atmosphere so that oxidative side reactions do not occur. For this purpose, it is sufficient to supply, for example, a small amount of nitrogen gas to the reaction vessel on a horizontal surface. Suitable cathodes include the customary technical materials for electrochemical reactions, such as metals, metal alloys, activated metals, metal oxide electrodes, carbon electrodes or electrodes made of glassy sintered carbon. Anodes include platinum, glassy carbon electrodes, and PbO 2 on titanium. on titanium
PbO 2 is particularly suitable for in situ reaction in the anode chamber. Acidic media include in particular mineral acids with a pK s <2, such as sulfuric acid or phosphoric acid. Particularly suitable is sulfuric acid with a concentration of 60-98%, especially 80-95%. The electrolytic solution can contain an organic solvent inert to the reaction as a solvent together with the acid. Electrochemical synthesis is carried out at temperatures of 50-150 °C.
In order to be able to process the quinoid compounds at industrially meaningful concentrations,
For example, from the viewpoint of solubility or suspension in a sulfuric medium, a treatment temperature of about 80 to 120°C, particularly 90 to 105°C is selected. The oxidation of the planar polycyclic aromatic compounds to the corresponding oxy compounds takes place in the anolyte with transition metal ions having an oxidation potential in acidic solution of at least +0.5 V. Metal ions useful as oxidizing agents are therefore generated electrolytically in the anode chamber according to the following equation: Me n+ −xe →Me (n+x)+ Me=metal ion n+x=number of charges, x is 1 to 5, preferably 1e
=electron In other words, metal ions are converted from a low oxidation state to a high oxidation state at the anode. Especially suitable is an oxidation potential of +0.5 to +2.5V.
is a transition metal-oxidation-reduction pair, and specifically includes the following. Mn 2+ /Mn 3+ +1.51V;Ce 3+ /Ce 4+ +1.44V;
Co 2+ /Co 3+ +1.842V (in 3n HNO 3 ); and Ag + /
Ag 2+ +1.987V (in 4n HCO 4 ); measured against a hydrogen standard electrode. In this case, a second redox couple may be present in the anode chamber, one being used in a catalytic amount, i.e. in a molar ratio of 1:100 to 1:1000. The component used at a lower concentration, more specifically, the component used at a concentration of 1 to 10 mmol per mole of transition metal sulfate, is silver sulfate (), which is oxidized at the anode during the reaction to form silver sulfate ( )become.)
It is preferred to use a redox pair mixture which is a silver() salt such as. Addition of a catalytic amount of silver salt increases the yield of conversion of the transition metal salt to a higher valence state. In the case of oxidation of manganese() to manganese(), the yield of manganese() increases by about 20-50% depending on the current density. Electrochemically produced transition metal ions in a high valence state react in situ with the planar polycyclic aromatic compound dissolved in the anolyte, oxidizing it to the corresponding oxy compound, which itself is obtained, changes to a low valence state again, and is further reoxidized at the anode to become a new oxidizing agent. In this way, the oxidizing agent is introduced into a circulating process, so that less than the stoichiometric amount required to oxidize the organic feed compound in the anode compartment is sufficient. In a preferred variant of the invention, the anode chamber does not contain any organic compounds other than the metal salt or salt mixture when energized. In this case, the electrolysis is stopped when almost all of the main components of the metal salt or salt mixture have been converted to a high valence state. This salt solution or suspension is now removed from the anode chamber and used to oxidize the planar polycyclic aromatic compound in a separate reaction vessel. Since the consumed oxidizing agent is not regenerated in this case, the stoichiometric ratio of oxidizing agent and aromatic compound must be maintained. The oxidizing agent consumed at the end of the chemical oxidation reaction, i.e., the metal salt solution in a low oxidation state, is purified after separating the aromatic oxy compounds, optionally with activated carbon, concentrated, and returned to the anode chamber, where it is returned to the anode chamber. Newly oxidized electrolytically. The product obtained is treated with catholyte (Katho) in the usual manner.
-lyten) as well as from the anolyte. If sulfuric acid is used as the reaction medium, either it is diluted, for example to 60%, the precipitated product is separated and washed until neutral, or the product is extracted from the 60% sulfuric acid using a commercially available solvent. . After isolating the product, the anolyte is concentrated to its original concentration and used for the next oxidation cycle. However, it is also possible to oxidize with a dilute solution and then return the oxidized anolyte to its original concentration. High-boiling inert organic solvents, especially halogenated hydrocarbons, in particular chlorobenzenes such as monochlorobenzene, are suitable for extraction and isolation by phase separation of the reaction products formed. Extraction temperature (dissolution of product in organic solvent) is 70~
The temperature is 110°C, preferably 90-100°C. The most important advantages of the method according to the invention are listed below. a. The cathode chamber and the anode chamber are used to carry out redox reactions simultaneously; b. By using a transition metal salt mixture in the anode chamber, the reaction Me n+ →Me (n+x)+ of oxidation yields are obtained; c. the anolyte, after separation of the aromatic oxidation products, can be optionally purified, concentrated and reused, and thus does not pose ecological problems; The invention will be illustrated by the following examples. Example 1 In an electrolyzer with a carbon-cathode, a platinum-anode and a magnetic diaphragm, 88% on the cathode side.
Anthraquinone 46.8g (0.225mol) in 1300g sulfuric acid
Dissolve and drop 31.05g of glycerin during electrolysis. The anode side of the electrolytic cell contains 10g of MnSO 4 H 2 O.
(0.059 mol) suspended in 88% sulfuric acid. 51700 coulombs (3.5V, 3A,
5 hours). After precipitation and crystallization of crude benzanthrone from the catholyte, 44.0 g of benzantrone are isolated. melting point
171−173℃. This corresponds to a yield of 85% of the theoretical amount,
The current yield of the cathode is 71.4%. After electrolysis, put the anolyte into a beaker and add 4,4'-
10.0 g (0.021 mol) of bibenzanthrone are mixed and the reaction mixture is stirred at 30° C. for 4 hours. The formed dioxobiolanthrone is reduced in situ to dihydroxybiolanthrone by dropwise addition of 400 ml of 40% sodium bisulfite solution. The precipitate of dihydroxybiol anthrol is then separated, washed and dried. Dihydroxybiolanthrone yield 11.0
g, yield 76.4%. Dihydroxybiolanthrone has the following formula It is useful as an intermediate for the synthesis of vat dyes shown in This dye is obtained by methylation of dihydroxybiolanthrone. When using electrochemically produced dihydroxybiolanthrone, the yield is about 99.5%. Examples 2-5 In the examples below, instead of the anthraquinone in the same electrolytic cell as described in Example 1, the substituted anthraquinones listed below are first electrochemically converted to the semiquinone form, which is then reacted in situ with glycerin. to the corresponding substituted benzantrone.

【表】【table】

【表】 例 6 炭素−カソード、ガラス状焼結炭素製アノード
及び磁器製隔膜を備えた電解装置において、カソ
ード側で88%硫酸1300gにアントラキノン46.8g
(0.225mol)を溶かし、通電時にグリセリン31.05
gを滴下する。 電解槽のアノード側もMnSO4・H2O(0.59mol)
100gを懸濁した88%硫酸1300gを有する。95℃
にて電解のために51600クーロン(3.5V,3A,5
時間)を流す。 粗ベンゾアントロンの陰極液からの沈濁と晶化
後ベンゾアントロン37.08gが単離される。融点
171−173℃。これは理論量に対して収率71.6%に
相当し、カソードの電流収率は60%である。 陽極液は電解終了後例1に記載したように4,
4′−ビベンゾアントロンの酸化に使用される。 例 7〜13 陰極液中のアントラキノン/グリセリン比とア
ノード側のカチオン対を代え、アノードとして白
金電極を用いて例6に記載したように処理して、
ベンゾアントロン収率について下記の結果を得
る。
[Table] Example 6 In an electrolyzer with a carbon cathode, an anode made of glassy sintered carbon, and a porcelain diaphragm, 46.8 g of anthraquinone in 1300 g of 88% sulfuric acid on the cathode side.
(0.225 mol) and when energized, glycerin 31.05
Drop g. The anode side of the electrolytic cell is also MnSO 4 H 2 O (0.59 mol)
It has 1300 g of 88% sulfuric acid suspended in 100 g. 95℃
51600 coulombs (3.5V, 3A, 5
time). After suspension and crystallization of crude benzanthrone from the catholyte, 37.08 g of benzantrone are isolated. melting point
171−173℃. This corresponds to a yield of 71.6% based on the theoretical amount, and the current yield of the cathode is 60%. After the completion of electrolysis, the anolyte was prepared as described in Example 1.
Used in the oxidation of 4'-bibenzanthrone. Examples 7-13 Treated as described in Example 6, changing the anthraquinone/glycerin ratio in the catholyte and the cation pair on the anode side, and using a platinum electrode as the anode,
The following results are obtained regarding the benzantrone yield.

【表】 例 14 例1に記載したような電解装置で、Pt−アノ
ードの代わりにTi/PbO2−アノードを使用す
る。磁器製隔膜を多フツ化炭化水素ポリマー製イ
オン交換膜に代える。カソード反応とアノード反
応は同時に進行する。 カソードのベンゾアントロン合成は例5に記載
したように行われる。晶化したベンゾアントロン
の収率は83.5%。融点170−172℃。 アノード室で88%硫酸130gにMnSO4・H2O2
gを溶かし、電解開始後しばらくして無色の溶液
が淡紫色(Mn2+→Mn3+)に変つた後に、95℃に
暖めた陽極液に4,4′−ビベンゾアントロン5g
(0.011mol)を溶かす。51500クーロン(7.5V,
2A,7.5時間)を流したところで電解を中止す
る。電流収率は理論量の70.2%である。陽極液を
水で60%に希釈し、生成したジヒドロキシビオー
ルアントロンを別、中性になるまで洗浄し、乾
燥する。収量2.1g、収率39.28%。 ジヒドロキシビオールアントロンは常法により
ジヒドロキシビオールアントロンに還元される。 例 15 炭素−カソード、Pt−アノード及び磁器製隔
膜を備えた電解装置において、カソード側で88%
硫酸1300gにアントラキノン46.8g(0.225mol)
を溶かし、通電中にグリセリン31.05gを滴下す
る。 電解槽のアノード側は、MnSO4・H2O80g
(0.47mol)Ag2SO40.62g(2mmol)を懸濁乃至
溶解している88%硫酸600gを有する。 95℃にて電解のために51700クーロン(3.5V,
3A,5時間)を流す。 粗ベンゾアントロンの陰極液からの沈澱と晶化
後、ベンゾアントロン44gが単離される。融点
171−173℃。これは理論量に対して85%の生成物
収率に相当し、電流収率は71%である。陽極液は
電解終了後4,4′−ビベンゾアントロン25g
(0.055mol)と混合し、30℃にて4時間撹拌す
る。 反応物を水640mlで希釈後、生成したジオキソ
ールアントロンはその場所で60℃にてSO22.24
(0.1mol)の導入によつて還元されてジヒドロキ
シビオールアントロンになる。ジヒドロキシビオ
ールアントロンの沈澱を別、洗浄して乾燥す
る。ジヒドロキシビオールアントロンの収量は
24.1g(0.049mol)、収率90%、総電流収率は
73.4%である。 例 16 Mn3+を0.086mol含有する陽極液145mlにビベン
ゾアントロン5.02g(滴定濃度90%)を加えて、
30℃にて1時間半反応させる(Mn3+→Mn2+の変
換率85%)。次いで反応混合物に水145mlを加え60
℃に加熱し、かきまぜながら45分以内にSO25.36
gを吹込む。吹込み量のうち0.694gが生成した
ジオキソビオールアントロンの還元に使われる。
反応混合物を90℃にて2時間加熱し、過剰のSO2
を窒素ガスによつて追出す。 反応生成物を半溶融ガラスフイルターにより
別し、母液を真空下(1〜5mmHg)で再び濃縮
する。反応生成物は水で中性になるまで洗浄し、
乾燥する。ジヒドロキシビオールアントロンの収
量は4.85g、収率90.67%。 濃縮母液の回収量は116mlで、硫酸とMn2+
198.4g含有する。この母液を98%硫酸と水によ
り145mlに調整し、アノード室に入れて、アノー
ドの酸化サイクルを繰返す。 5サイクル後に、生成物を分離した後に活性炭
1gを加え、次に40℃に暖めて過することによ
つてMn()含有硫酸を精製する。精製された
陽極液はなお淡黄色であり、濃度をあげて更に酸
化サイクルに使用することができる。 硫酸マンガン()の硫酸マンガン()への
再酸化の電流収率は触媒量の銀イオンによつてプ
ラスの影響を受け、そのほか電流密度と変換率の
影響を受ける。
[Table] Example 14 An electrolyzer as described in Example 1, using a Ti/PbO 2 anode instead of a Pt anode. Replace the porcelain diaphragm with an ion exchange membrane made of polyfluorinated hydrocarbon polymer. The cathode reaction and the anode reaction proceed simultaneously. Cathode benzanthrone synthesis is performed as described in Example 5. The yield of crystallized benzanthrone was 83.5%. Melting point 170-172℃. Add MnSO 4 H 2 O 2 to 130 g of 88% sulfuric acid in the anode chamber.
After a while after the start of electrolysis, the colorless solution turns pale purple (Mn 2+ → Mn 3+ ), and then 5 g of 4,4'-bibenzaanthrone is added to the anolyte heated to 95°C.
Dissolve (0.011mol). 51500 coulombs (7.5V,
2A, 7.5 hours), stop electrolysis. The current yield is 70.2% of the theoretical amount. Dilute the anolyte to 60% with water, separate the dihydroxybiolanthrone produced, wash until neutral, and dry. Yield 2.1g, yield 39.28%. Dihydroxybiolantrone is reduced to dihydroxybiolantrone by a conventional method. Example 15 In an electrolyzer with carbon-cathode, Pt-anode and porcelain diaphragm, 88% on the cathode side
Anthraquinone 46.8g (0.225mol) in 1300g sulfuric acid
Dissolve and drop 31.05g of glycerin while energizing. The anode side of the electrolytic cell contains 80g of MnSO 4 H 2 O.
(0.47 mol) Ag 2 SO 4 0.62 g (2 mmol) is suspended or dissolved in 600 g of 88% sulfuric acid. 51700 coulombs (3.5V,
3A, 5 hours). After precipitation and crystallization of crude benzanthrone from the catholyte, 44 g of benzantrone are isolated. melting point
171−173℃. This corresponds to a product yield of 85% relative to theory and a current yield of 71%. The anolyte contains 25g of 4,4'-bibenzanthrone after electrolysis.
(0.055 mol) and stirred at 30°C for 4 hours. After diluting the reaction with 640 ml of water, the formed dioxoleanthrone was dissolved in situ at 60°C in SO 2 2.24
(0.1 mol) is reduced to dihydroxybiolanthrone. The precipitate of dihydroxybiolanthrone is separated, washed and dried. The yield of dihydroxybiolanthrone is
24.1g (0.049mol), yield 90%, total current yield is
It is 73.4%. Example 16 Add 5.02 g of bibenzanthrone (titration concentration 90%) to 145 ml of anolyte containing 0.086 mol of Mn 3+ .
React for 1.5 hours at 30°C (conversion rate of Mn 3+ →Mn 2+ 85%). Next, add 145 ml of water to the reaction mixture and add 60 ml of water.
Heat to 5.36 °C and SO 2 within 45 minutes while stirring
Inject g. Of the amount injected, 0.694g is used to reduce the generated dioxobioleanthrone.
The reaction mixture was heated at 90 °C for 2 h and excess SO 2
is expelled by nitrogen gas. The reaction product is separated off through a semi-molten glass filter and the mother liquor is concentrated again under vacuum (1-5 mm Hg). The reaction product was washed with water until it became neutral,
dry. The yield of dihydroxybiolanthrone was 4.85 g, yield 90.67%. The collected volume of concentrated mother liquor was 116 ml, and sulfuric acid and Mn 2+ were
Contains 198.4g. This mother liquor is adjusted to 145 ml with 98% sulfuric acid and water and placed in the anode chamber to repeat the anode oxidation cycle. After 5 cycles, the Mn()-containing sulfuric acid is purified by adding 1 g of activated carbon after separating the product, then warming to 40° C. and filtering. The purified anolyte is still pale yellow and can be enriched and used for further oxidation cycles. The current yield for the reoxidation of manganese sulfate ( ) to manganese sulfate ( ) is positively influenced by the catalytic amount of silver ions and is also influenced by the current density and the conversion rate.

【表】 例 17 例1に記載した電解装置において、Pt−アノ
ードの代わりにTi/PbO2−アノードを使用す
る。磁器製隔膜を多フツ化炭化水素ポリマーに置
換する。 カソード反応とアノード反応は電解槽内で同時
に進行する。 カソードのベンゾアントロン合成は例1に述べ
たように行われる。晶化したベンゾアントロンの
収率は81.5%。融点171−172℃。カソードの電流
収率68.4%。 アノード室において、88%硫酸130gに
MnSO4・H2O2gを溶かし、電解開始後しばらく
して無色の溶液が淡紫色に変化(Mn2+→Mn3+
した後、テトラクロルピレン2g(0.0058mol)
を95℃に暖めた陽極液に溶かす。51600クーロン
(7.0V,4A,4時間)の通通後電解を中止する。 陽極液を水で希釈して50%H2SO4にし、固体
残留物を別し、中性になるまで洗浄し、乾燥す
る。乾燥後の粗収量2.4g。この乾燥残留物はマ
ススペクトル分析によれば生成物としてのナフタ
リンテトラカルボン無水物、ナフタリンテトラカ
ルボン酸、及び若干量の原料であるテトラクロル
ピレンを含有する。 例 18 炭素カソード、Pt−アノード及び磁製隔膜を
備えた電解槽において、例1に記載したようにカ
ソード側で88%硫酸1300gにアントラキノン46.8
gを混合し、アントラキノンを溶解させ、3.5V
の電圧をかけた後グリセリン31.05gを滴下する。 電解槽のアノード側はMnSO4・H2O10gを懸
濁した88%硫酸130gを有する。 95℃にて電解のために51900クーロン(3.5V,
3A,5時間)を流す。 カソード室の処理後、ベンゾアントロンの収率
は79.4%。融点173−174℃。カソードの電流収率
は83.7%である。 陽極液はテトラクロルピレン14.0g(0.04mol)
と混合し、30℃にて6時間撹拌する。得られた生
成物を水300mlで希釈し、過し、中性になるま
で洗浄して乾燥する。 乾燥後の粗収量13.5g。 乾燥残留物はマススペクトル分析によれば少量
の原料と共に生成物のナフタリンテトラカルボン
酸無水物を含有する。 例 19 例6に従い硫酸マンガン()の電気化学的酸
化により得られた、硫酸マンガン()0.09mol
を含有する90%硫酸200gを室温で撹拌しながら
アセナフテン1.54g(0.01mol)と混合する。こ
のとき約2℃温度が上昇する。室温で5時間撹拌
後、反応混合物を希釈して硫酸濃度55%にし、溶
解していない有機残留物を別する。過物を水
で洗浄し、乾燥する。粗物質の収量1g(乾燥
後)。マススペクトル分析は残留物が1,8−ナ
フタリンジカルボン酸無水物を含有していること
を示す。 例 20 アセナフテンの代わりにナフタリン1.28g
(0.01mol)を用い、その他は例19に記載したよ
うに処理して、マススペクトルスペクトルにより
無水フタル酸であることが示される乾燥残留物
0.5gを得る。 例 21 マラカイトグリーンロイコ塩基10g
(0.03mol)を、90%硫酸200gに溶かした硫酸マ
ンガン()0.09molと混合し、例19と同様にし
て酸化する。−硫酸マンガン()溶液は、例6
に従つて硫酸マンガン()の電気化学的酸化に
よつて得た。 10分以内に溶液は黒味を帯び、温度は53℃に上
昇する。1.5時間後酸化は終了し、希釈しない90
%硫酸をガラスフイルターにより過し、湿つた
MnSO4xnH2SO4 54.4gを回収する。母液を硫酸
55%に希釈し、この溶液を30%NaOHにより
PH3に調整する。このときマラカイドグリーン
がC23H25N2 (+)・(SO4 2-)/2xnNa2SO4の組成を
有する暗緑色の光沢ある結晶として沈澱する。乾
燥収量19g。
Table Example 17 In the electrolyzer described in Example 1, a Ti/PbO 2 anode is used instead of the Pt anode. Replace the porcelain diaphragm with a polyfluorinated hydrocarbon polymer. The cathode reaction and the anode reaction proceed simultaneously within the electrolytic cell. Cathode benzanthrone synthesis is performed as described in Example 1. The yield of crystallized benzanthrone was 81.5%. Melting point 171-172℃. Cathode current yield 68.4%. In the anode chamber, add 130g of 88% sulfuric acid.
Dissolve MnSO 4 H 2 O2 g, and after a while after electrolysis starts, the colorless solution turns pale purple (Mn 2+ → Mn 3+ )
After that, 2g (0.0058mol) of tetrachloropyrene
Dissolve in the anolyte solution warmed to 95℃. Stop electrolysis after passing 51600 coulombs (7.0V, 4A, 4 hours). The anolyte is diluted with water to 50% H2SO4 , the solid residue is separated off, washed to neutrality and dried. Crude yield after drying: 2.4g. The dry residue contains naphthalenetetracarboxylic anhydride as a product, naphthalenetetracarboxylic acid, and some amount of raw material tetrachloropyrene, according to mass spectrometry analysis. Example 18 In an electrolytic cell with a carbon cathode, a Pt anode and a porcelain diaphragm, 46.8 g of anthraquinone was added to 1300 g of 88% sulfuric acid on the cathode side as described in Example 1.
Mix g, dissolve anthraquinone, 3.5V
After applying a voltage of 31.05g of glycerin was added dropwise. The anode side of the electrolyzer contains 130 g of 88% sulfuric acid with 10 g of MnSO 4 .H 2 O suspended. 51900 coulombs (3.5V,
3A, 5 hours). After treatment of the cathode chamber, the yield of benzanthrone is 79.4%. Melting point 173-174℃. The current yield of the cathode is 83.7%. The anolyte is tetrachloropyrene 14.0g (0.04mol)
and stirred at 30°C for 6 hours. The product obtained is diluted with 300 ml of water, filtered, washed to neutrality and dried. Crude yield after drying: 13.5g. The dry residue contains the product naphthalene tetracarboxylic anhydride along with a small amount of raw material according to mass spectrometry analysis. Example 19 0.09 mol of manganese sulfate () obtained by electrochemical oxidation of manganese sulfate () according to Example 6
200 g of 90% sulfuric acid containing is mixed with 1.54 g (0.01 mol) of acenaphthene with stirring at room temperature. At this time, the temperature increases by about 2°C. After stirring for 5 hours at room temperature, the reaction mixture is diluted to a sulfuric acid concentration of 55% and undissolved organic residues are separated off. Wash the residue with water and dry. Yield of crude material 1 g (after drying). Mass spectrometry analysis shows that the residue contains 1,8-naphthalene dicarboxylic anhydride. Example 20 1.28g of naphthalene instead of acenaphthene
(0.01 mol) and otherwise treated as described in Example 19 to produce a dry residue shown to be phthalic anhydride by mass spectrometry.
Obtain 0.5g. Example 21 Malachite green leuco base 10g
(0.03 mol) is mixed with 0.09 mol of manganese sulfate () dissolved in 200 g of 90% sulfuric acid and oxidized as in Example 19. - Manganese sulfate () solution, Example 6
Obtained by electrochemical oxidation of manganese sulfate () according to. Within 10 minutes the solution turns dark and the temperature rises to 53°C. After 1.5 hours oxidation is complete, do not dilute 90
% sulfuric acid was filtered through a glass filter.
54.4 g of MnSO 4 xnH 2 SO 4 are recovered. mother liquor with sulfuric acid
Dilute this solution to 55% with 30% NaOH
Adjust to PH3. Malachide green is then precipitated as dark green shiny crystals with the composition C23H25N2 (+) . ( SO42 - ) / 2xnNa2SO4 . Dry yield 19g.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 隔膜によつてカソード室とアノード室に分離
されている、酸を含有する電解槽において、カソ
ード室で次式 〔式中、A及びBのベンゼン環は置換されてい
てもよい。〕 で示されるアントラキノンを電気化学的にセミキ
ノン型に変換し、これをグリセリンと反応させて
次式 で示されるベンゾアントロンとし、同時にアノー
ド室で低酸化状態の遷移金属塩を高酸化状態に変
換し、この金属イオンを、平面状多環芳香族化合
物を化学的に酸化して相当するオキシ化合物とす
るために使用し、得られた生成物を陰極液及び陽
極液が分離することを特徴とするベンゾアントロ
ンと平面状多環芳香族オキシ化合物の電気化学的
製造方法。 2 環A及びBが置換基としてアルキル(C1
C4)、アルコキシ(C1−C4)、ヒドロキシ又はハ
ロゲンを1以上有するアントラキノンを原料とす
ることを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載
の方法。 3 カソードでアントラキノンをオキシアントロ
ンに還元し、これをグリセリンと反応閉環させて
ベンゾアントロンにすることを特徴とする特許請
求の範囲第1項に記載の方法。 4 陽極液中で、電解中又は電解後に4,4′−ビ
ベンゾアントロンを化学的に酸化してジオキソビ
オールアントロンに変換することを特徴とする特
許請求の範囲第1項に記載の方法。 5 細孔の大きさが1〜300μの隔膜を備えた電
解槽を使用することを特徴とする特許請求の範囲
第1項に記載の方法。 6 pKs<2の鉱酸を使用することを特徴とする
特許請求の範囲第1項に記載の方法。 7 濃度が60〜98%の硫酸を使用することを特徴
とする特許請求の範囲第6項に記載の方法。 8 濃度が80〜95%の硫酸を使用することを特徴
とする特許請求の範囲第6項に記載の方法。 9 50〜150℃の温度で処理することを特徴とす
る特許請求の範囲第1項に記載の方法。 10 80〜120℃の温度で処理することを特徴と
する特許請求の範囲第1項に記載の方法。 11 90〜105℃の温度で処理することを特徴と
する特許請求の範囲第1項に記載の方法。 12 アノードで遷移金属イオンを酸化して、電
位が+0.5〜+2.5Vの酸化還元対を得ることを特
徴とする特許請求の範囲第1項に記載の方法。 13 アノード室に下記の酸化還元対:Mn2+
Mn3+,Ce3+/Ce4+,Co2+/Co3+,Ag+/Ag2+
一つが存在することを特徴とする特許請求の範囲
第12項に記載の方法。 14 アノード室が硫酸マンガン()を含み、
これが電解中に硫酸マンガン()に酸化される
ことを特徴とする特許請求の範囲第13項に記載
の方法。 15 アノード室に第2の酸化還元対混合物が
1:100〜1:1000のモル比で存在することを特
徴とする特許請求の範囲第13項に記載の方法。 16 アノードでの酸化を、触媒量の銀()塩
類の存在下で行うことを特徴とする特許請求の範
囲第1項に記載の方法。 17 銀塩類として硫酸銀()を遷移金属塩1
モルに対して1〜10mmolの濃度で使用すること
を特徴とする特許請求の範囲第16項に記載の方
法。 18 電解槽の電気化学的酸化還元反応を行つた
後に、化学的反応を行うためにカソード室とアノ
ード室の内容物を別個の反応容器に移すことを特
徴とする特許請求の範囲第1項に記載の方法。 19 化学的酸化反応で消費された陽極液を精製
し、濃度を上げて、再び電解槽のアノード室に戻
し、このアノード室で遷移金属イオンを新たに電
気化学的に酸化することを特徴とする特許請求の
範囲第18項に記載の方法。 20 アントラキノンを80〜90%の硫酸中でカソ
ードで還元し、同時にグリセリンを1:1.1〜
1:1.2のモル比で加え、反応終了後に硫酸を60
%に希釈し、沈殿したベンゾアントロンを単離す
ることを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載
の方法。 21 80〜90%硫酸中アノードで4,4′−ビベン
ゾアントロンの存在下にて硫酸マンガン()を
酸化しその場所で酸化剤として働く硫酸マンガン
()とし、4,4′−ビベンゾアントロンをジオ
キソビオールアントロンに変換することを特徴と
する特許請求の範囲第1項に記載の方法。 22 80〜90%硫酸中アノードで硫酸マンガン
()を酸化して硫酸マンガン()とし、次い
で陽極液を別個の反応容器内で4,4′−ビベンゾ
アントロンを酸化的にジオキソビオールアントロ
ンにするために使用し、生成物を単離した後陽極
液を再酸化のためにアノード室に戻すことを特徴
とする特許請求の範囲第1項、第18項又は第1
9項に記載の方法。
[Scope of Claims] 1. In an electrolytic cell containing acid, which is separated by a diaphragm into a cathode chamber and an anode chamber, the following formula is applied in the cathode chamber. [In the formula, the benzene rings of A and B may be substituted. ] The anthraquinone represented by is electrochemically converted into the semiquinone form, and this is reacted with glycerin to form the following formula: At the same time, the transition metal salt in the low oxidation state is converted to the high oxidation state in the anode chamber, and this metal ion is converted into the corresponding oxy compound by chemically oxidizing the planar polycyclic aromatic compound. 1. An electrochemical method for producing benzaanthrone and a planar polycyclic aromatic oxy compound, characterized in that the resulting product is separated into a catholyte and an anolyte. 2 Rings A and B are alkyl (C 1 -
The method according to claim 1 , characterized in that the raw material is an anthraquinone having one or more of C4), alkoxy ( C1 - C4 ), hydroxy, or halogen. 3. The method according to claim 1, characterized in that anthraquinone is reduced to oxyanthrone at the cathode, and this is ring-closed by reaction with glycerin to form benzanthrone. 4. The method according to claim 1, characterized in that 4,4'-bibenzanthrone is chemically oxidized to dioxobiolanthrone in the anolyte during or after electrolysis. 5. The method according to claim 1, characterized in that an electrolytic cell equipped with a diaphragm having a pore size of 1 to 300 μm is used. 6. Process according to claim 1, characterized in that a mineral acid with a pK s <2 is used. 7. The method according to claim 6, characterized in that sulfuric acid with a concentration of 60 to 98% is used. 8. The method according to claim 6, characterized in that sulfuric acid with a concentration of 80 to 95% is used. 9. Process according to claim 1, characterized in that the treatment is carried out at a temperature of 50 to 150°C. 10. Process according to claim 1, characterized in that the treatment is carried out at a temperature of 80 to 120°C. 11. Process according to claim 1, characterized in that the treatment is carried out at a temperature of 90-105°C. 12. A method according to claim 1, characterized in that transition metal ions are oxidized at the anode to obtain a redox couple with a potential of +0.5 to +2.5V. 13 In the anode chamber, the following redox couple: Mn 2+ /
13. Process according to claim 12, characterized in that one of Mn 3+ , Ce 3+ /Ce 4+ , Co 2+ /Co 3+ , Ag + /Ag 2+ is present. 14 The anode chamber contains manganese sulfate (),
14. Process according to claim 13, characterized in that it is oxidized to manganese sulphate () during electrolysis. 15. Process according to claim 13, characterized in that the second redox couple mixture is present in the anode compartment in a molar ratio of 1:100 to 1:1000. 16. Process according to claim 1, characterized in that the anode oxidation is carried out in the presence of a catalytic amount of silver() salts. 17 Silver sulfate () as a silver salt transition metal salt 1
17. Process according to claim 16, characterized in that it is used in a concentration of 1 to 10 mmol mole. 18. Claim 1, characterized in that after carrying out the electrochemical redox reaction of the electrolytic cell, the contents of the cathode chamber and the anode chamber are transferred to separate reaction vessels for carrying out the chemical reaction. Method described. 19 The anolyte consumed in the chemical oxidation reaction is purified, concentrated, and returned to the anode chamber of the electrolytic cell, where transition metal ions are electrochemically oxidized anew. A method according to claim 18. 20 Anthraquinone is reduced cathodically in 80-90% sulfuric acid, and at the same time glycerin is reduced at 1:1.1-
Add at a molar ratio of 1:1.2, and add 60% sulfuric acid after the reaction is complete.
2. A method according to claim 1, characterized in that the precipitated benzantrone is isolated. 21 Manganese sulfate () is oxidized in the presence of 4,4'-bibenzaanthrone at the anode in 80-90% sulfuric acid to form manganese sulfate () that acts as an oxidizing agent at that location, and 4,4'-bibenzanthrone is produced. 2. A method according to claim 1, characterized in that the method comprises converting the dioxobioleanthrone into dioxobioleanthrone. 22 Manganese sulfate () is oxidized to manganese sulfate () with an anode in 80-90% sulfuric acid, and then the anolyte is oxidized to 4,4'-bibenzanthrone to dioxobiolanthrone in a separate reaction vessel. Claims 1, 18 or 1, characterized in that the anolyte is returned to the anode chamber for reoxidation after product isolation.
The method described in Section 9.
JP57033128A 1981-03-05 1982-03-04 Electrochemical manufacture of benzanthrone and plane polycyclic aromatic oxy compound Granted JPS57158389A (en)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2013543056A (en) * 2010-10-14 2013-11-28 エーカル・エナジー・リミテッド Electrolytic cell

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