JPS63169393A - 1−アミノアントラキノンの製造法 - Google Patents
1−アミノアントラキノンの製造法Info
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Landscapes
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は1−ニトロナフタリンを原料とする新規な1−
アミノアントラキノンの製造法に関するものである。更
に詳しく述べると1−ニトロナフタリンを第2セリウム
イオンを含む酸性水溶液(以下、[第2セリウムイオン
−酸性水溶液」という)を用いて液相酸化して得られた
5−ニトロ−1,4−ナフトキノンと1,3−ブタジエ
ンのディールスアルダー反応により5−ニトロ−1゜4
.48.9a−テトラヒドロアントラキノンを生成せし
め、更に還元剤を用いて還元することを特徴とする1−
アミノアントラキノンの製造法である。1−アミノアン
トラキノンはアントラキノン系染料等の中間体として工
業的に有用である。
アミノアントラキノンの製造法に関するものである。更
に詳しく述べると1−ニトロナフタリンを第2セリウム
イオンを含む酸性水溶液(以下、[第2セリウムイオン
−酸性水溶液」という)を用いて液相酸化して得られた
5−ニトロ−1,4−ナフトキノンと1,3−ブタジエ
ンのディールスアルダー反応により5−ニトロ−1゜4
.48.9a−テトラヒドロアントラキノンを生成せし
め、更に還元剤を用いて還元することを特徴とする1−
アミノアントラキノンの製造法である。1−アミノアン
トラキノンはアントラキノン系染料等の中間体として工
業的に有用である。
[従来の技術]
アントラキノンを出発原料とする1−アミノアントラキ
ノンの製造方法には、アントラキノンのスルホン化によ
って得られるアントラキノン−1−スルホン酸をアンモ
ノリシスして合成する方法(特開昭48−4455、特
開昭48−70732、特開昭50−111059)
、アントラキノンを濃硝酸あるいは混酸等によりニトロ
化して1−ニトロ7ントラキノンを合成しく特開昭47
−4784、特開昭57−193426、特公昭58−
35498、特開昭58−150545)次いでアンモ
ニアと反応させるか或いは硫化アルカリや水硫化アルカ
リを用いて還元する方法等が知られている。しかし、ス
ルホン化法はスルホン化工程で水銀触媒を使用するため
作業環境、公害等の面で問題がある。又、ニトロ化法で
は硫酸及び硝酸の使用量が多く、取扱い及び廃液処理等
の点で問題が多い上に、得られる1−アミノアントラキ
ノンは、ジアミノ体、2−アミン体などの副生物を多量
に含有し、染料の中間体として用いるには複雑な精製操
作を加える必要があり、工業的に有利な方法とはいえな
い。
ノンの製造方法には、アントラキノンのスルホン化によ
って得られるアントラキノン−1−スルホン酸をアンモ
ノリシスして合成する方法(特開昭48−4455、特
開昭48−70732、特開昭50−111059)
、アントラキノンを濃硝酸あるいは混酸等によりニトロ
化して1−ニトロ7ントラキノンを合成しく特開昭47
−4784、特開昭57−193426、特公昭58−
35498、特開昭58−150545)次いでアンモ
ニアと反応させるか或いは硫化アルカリや水硫化アルカ
リを用いて還元する方法等が知られている。しかし、ス
ルホン化法はスルホン化工程で水銀触媒を使用するため
作業環境、公害等の面で問題がある。又、ニトロ化法で
は硫酸及び硝酸の使用量が多く、取扱い及び廃液処理等
の点で問題が多い上に、得られる1−アミノアントラキ
ノンは、ジアミノ体、2−アミン体などの副生物を多量
に含有し、染料の中間体として用いるには複雑な精製操
作を加える必要があり、工業的に有利な方法とはいえな
い。
また、5−ニトロ−1,4−ナフトキノンを1゜3−ブ
タジエンとディールスアルダー反応させて5−ニトロ−
1,4,4a 、9a−テトラヒドロアントラキノンと
し、これを酸化して1−アミノアントラキノンを製造す
る方法も知られている(特開昭5l−32551)。こ
の方法では、前記欠点は改善され、作業環境及び公害等
の而で有利である。
タジエンとディールスアルダー反応させて5−ニトロ−
1,4,4a 、9a−テトラヒドロアントラキノンと
し、これを酸化して1−アミノアントラキノンを製造す
る方法も知られている(特開昭5l−32551)。こ
の方法では、前記欠点は改善され、作業環境及び公害等
の而で有利である。
一方、5−ニトロ−1,4−ナフトキノンの製造法とし
ては、一般的に第2セリウムイオン−酸性水溶液を用い
て芳香族化合物を液相酸化し、対応するキノン類を得る
方法、例えば■水と混和しない有様溶媒に溶解したナフ
タリンを第2セリウムイオン−酸性水溶液を用いて酸化
し、1,4−ナフトキノンを1造する方法(特公昭49
−34978号公報)、■粉末状のナフタリンを分散剤
によって第2セリウム塩の水溶液中に懸濁させることを
特徴とする1、4−ナフトキノンの製造方法(特開昭5
6−61321号公報)等が知られており、これを応用
することが考えられる。これら酸化反応に用いられる第
2セリウムイオン−酸性水溶液としては硝酸セリウムア
ンモニウム−硝酸水溶液や硫酸セリウム−硫酸水溶液が
一般的に用いられる。また、前記液相酸化反応のプロセ
スとしては、通常液相酸化反応後に生成する第1セリウ
ムイオンの第2セリウムイオンへの再生法として電気化
学的再生法の工程が含まれる。
ては、一般的に第2セリウムイオン−酸性水溶液を用い
て芳香族化合物を液相酸化し、対応するキノン類を得る
方法、例えば■水と混和しない有様溶媒に溶解したナフ
タリンを第2セリウムイオン−酸性水溶液を用いて酸化
し、1,4−ナフトキノンを1造する方法(特公昭49
−34978号公報)、■粉末状のナフタリンを分散剤
によって第2セリウム塩の水溶液中に懸濁させることを
特徴とする1、4−ナフトキノンの製造方法(特開昭5
6−61321号公報)等が知られており、これを応用
することが考えられる。これら酸化反応に用いられる第
2セリウムイオン−酸性水溶液としては硝酸セリウムア
ンモニウム−硝酸水溶液や硫酸セリウム−硫酸水溶液が
一般的に用いられる。また、前記液相酸化反応のプロセ
スとしては、通常液相酸化反応後に生成する第1セリウ
ムイオンの第2セリウムイオンへの再生法として電気化
学的再生法の工程が含まれる。
[発明が解決しようとする問題点]
前記5−ニトロー1.4−ナフトキノンを出発原料とす
る1−アミノアン1−ラキノンの製造方法では、原料の
5−ニトロ−1,4−ナフトキノンの純度が高いものを
使用しないと1−アミノアントラキノン製品も高純度の
ものが得られない。
る1−アミノアン1−ラキノンの製造方法では、原料の
5−ニトロ−1,4−ナフトキノンの純度が高いものを
使用しないと1−アミノアントラキノン製品も高純度の
ものが得られない。
一方、第2セリウムイオン−酸性水溶液を用いて1−ニ
トロナフタリンを液相酸化ザる5−ニトロ−1,4−ナ
フトキノンの製造方法では、通常第2セリウムイオン−
酸性水溶液中の第2セリウムイオンの濃度が高濃度であ
るほど、あるいは酸化反応温度が高温であるほど反応速
度が大きく単位時間当りの目的の酸化物の収量の面で右
利である反面、目的酸化物の選択性の面からは第2セリ
ウムイオン−酸性水溶液中の第2セリウムイオンの濃度
が低濃度であるほど、あるいは酸化反応温度が低温であ
るほど有利である。硝酸セリウムアンモニウム−硝酸水
溶液を用いた場合には硝酸セリウムアンモニウムの溶解
度が高いので第2セリウムイオン濃度を高濃度に保持で
きるが副生成物の生成量が多くなりやすい欠点がある。
トロナフタリンを液相酸化ザる5−ニトロ−1,4−ナ
フトキノンの製造方法では、通常第2セリウムイオン−
酸性水溶液中の第2セリウムイオンの濃度が高濃度であ
るほど、あるいは酸化反応温度が高温であるほど反応速
度が大きく単位時間当りの目的の酸化物の収量の面で右
利である反面、目的酸化物の選択性の面からは第2セリ
ウムイオン−酸性水溶液中の第2セリウムイオンの濃度
が低濃度であるほど、あるいは酸化反応温度が低温であ
るほど有利である。硝酸セリウムアンモニウム−硝酸水
溶液を用いた場合には硝酸セリウムアンモニウムの溶解
度が高いので第2セリウムイオン濃度を高濃度に保持で
きるが副生成物の生成量が多くなりやすい欠点がある。
また、硫酸セリウム−硫酸水溶液を用いた場合には、硫
酸第2セリウムによる酸化反応で生成するIii!tM
第1セリウムの溶解度が小さく、反応中セリウム塩の析
出を避けるために必然的に硫酸セリウム−硫酸水溶液中
の第2セリウムイオンの濃度が低濃度になり、反応速度
が遅くなる欠点を有する。
酸第2セリウムによる酸化反応で生成するIii!tM
第1セリウムの溶解度が小さく、反応中セリウム塩の析
出を避けるために必然的に硫酸セリウム−硫酸水溶液中
の第2セリウムイオンの濃度が低濃度になり、反応速度
が遅くなる欠点を有する。
本発明は上記の欠点を解消し、1−ニトロナフタリンか
ら副生物の少ない5−ニトロ−1,4−ナフトキノンを
得、これと1,3−ブタジエンとをディールスアルダー
反応させ更に還元することにより、高純度の1−7ミノ
アントラキノンを高選択的に生産性良く、かつ作業環境
及び公害等の面で有利に得る方法を提供するものである
。
ら副生物の少ない5−ニトロ−1,4−ナフトキノンを
得、これと1,3−ブタジエンとをディールスアルダー
反応させ更に還元することにより、高純度の1−7ミノ
アントラキノンを高選択的に生産性良く、かつ作業環境
及び公害等の面で有利に得る方法を提供するものである
。
[問題を解決するための手段]
本発明者等は、前記従来法の欠点について鋭意検討の結
果、まず1−ニトロナフタリンを第2セリウムイオン−
酸性水溶液を用いて液相酸化する工程において超音波照
射下に液相酸化させることにより副生物の少ない5−ニ
トロ−1,4−ナフトキノンを高選択的に得、次いでこ
れと1,3−ブタジエンをディールスアルダー反応させ
て5−ニトロ−1.4.4a 、9a−テトラヒドロア
ントラキノンを生成せしめ、更に還元剤を用いて還元す
ることによりジアミノ体や2−アミン体などの副生物の
少ない1−アミノアントラキノンを製造する方法を見出
した。即ち、本発明は、(1) イ)第2セリウムイ
オンを含む酸性水溶液を用い、超音波照射下に1−ニト
ロナフタリンを液相酸化する工程。
果、まず1−ニトロナフタリンを第2セリウムイオン−
酸性水溶液を用いて液相酸化する工程において超音波照
射下に液相酸化させることにより副生物の少ない5−ニ
トロ−1,4−ナフトキノンを高選択的に得、次いでこ
れと1,3−ブタジエンをディールスアルダー反応させ
て5−ニトロ−1.4.4a 、9a−テトラヒドロア
ントラキノンを生成せしめ、更に還元剤を用いて還元す
ることによりジアミノ体や2−アミン体などの副生物の
少ない1−アミノアントラキノンを製造する方法を見出
した。即ち、本発明は、(1) イ)第2セリウムイ
オンを含む酸性水溶液を用い、超音波照射下に1−ニト
ロナフタリンを液相酸化する工程。
口)イ)の工程で得られた反応混合物から5−ニトロ−
1,4−ナフトキノンを含む結晶とセリウムイオンを含
む酸性水溶液とを分離する工程。
1,4−ナフトキノンを含む結晶とセリウムイオンを含
む酸性水溶液とを分離する工程。
ハ)口)の工程で得られた5−ニトロ−1,4−ナフト
キノンを1,3−ブタジエンとディールスアルダー反応
させ、5−ニトロ−1,4,4a。
キノンを1,3−ブタジエンとディールスアルダー反応
させ、5−ニトロ−1,4,4a。
9a−テトラヒドロアントラキノンを含む結晶を晶析、
分離する工程。
分離する工程。
二)ハ)の工程で得られた5−ニトロ−1,4゜4a
、9a−テトラヒドロアントラキノンを還元剤を用いて
還元した後、1−アミノアントラキノンを含む結晶を分
離、精製する工程。
、9a−テトラヒドロアントラキノンを還元剤を用いて
還元した後、1−アミノアントラキノンを含む結晶を分
離、精製する工程。
ホ)口)の工程で分離したセリウムイオンを含む酸性水
溶液を電解酸化して該酸性水溶液中の第1セリウムイオ
ンを第2セリウムイオンに酸化し、イ)の工程に戻す工
程。
溶液を電解酸化して該酸性水溶液中の第1セリウムイオ
ンを第2セリウムイオンに酸化し、イ)の工程に戻す工
程。
からなることを特徴とする1−アミノアントラキノンの
製造法である。以下に更に詳しく説明する。
製造法である。以下に更に詳しく説明する。
イ)の第2セリウムイオン−酸性水溶液を用いて1−ニ
トロナフタリンを液相酸化せしめる工程は、従来撹拌機
、外部循環、ガスの吹込み等による強制撹拌下に行なわ
れてきたが、本発明においては超音波照射下に好ましく
は強制撹拌を組合せて行なわれる。超音波照射により、
単なる強制撹拌のみの場合よりはるかに大きい反応速度
が得られ、反応温度を低くすることができあるいは反応
時間の短縮ができて生産性が上がり、かつ高選択的に反
応が進行する。そして副生物が少ないので、次の口)の
工程は比較的簡単な分離装置を用いるだけでも充分な純
度の5−ニトロ−1,4−ナフトキノンを含む結晶が得
られる。
トロナフタリンを液相酸化せしめる工程は、従来撹拌機
、外部循環、ガスの吹込み等による強制撹拌下に行なわ
れてきたが、本発明においては超音波照射下に好ましく
は強制撹拌を組合せて行なわれる。超音波照射により、
単なる強制撹拌のみの場合よりはるかに大きい反応速度
が得られ、反応温度を低くすることができあるいは反応
時間の短縮ができて生産性が上がり、かつ高選択的に反
応が進行する。そして副生物が少ないので、次の口)の
工程は比較的簡単な分離装置を用いるだけでも充分な純
度の5−ニトロ−1,4−ナフトキノンを含む結晶が得
られる。
超音波は10K)lz以上の周波数のものが好ましく、
その照射方式は外部照射方式、内部照射方式のいずれで
もよく、また超音波発生装置としても個々の周波数、出
力を有する装置が使用でき、超音波放射体としては平板
型、リング型、円板型等のいずれの型式でもよい。照射
は反応中連続的または断続的に行われ、また反応速度の
低下する反応の後期のみに実施することも有効である。
その照射方式は外部照射方式、内部照射方式のいずれで
もよく、また超音波発生装置としても個々の周波数、出
力を有する装置が使用でき、超音波放射体としては平板
型、リング型、円板型等のいずれの型式でもよい。照射
は反応中連続的または断続的に行われ、また反応速度の
低下する反応の後期のみに実施することも有効である。
好ましい反応温度は通常0〜80’C1より好ましくは
0〜60℃、更に好ましくは15〜50℃である。温度
が低すぎると反応速度の減少をきたし、高すぎると第2
セリウム塩の加水分解が生じたり重合等副反応生成物の
混入や着色あるいは装置の腐蝕性の面から不利である。
0〜60℃、更に好ましくは15〜50℃である。温度
が低すぎると反応速度の減少をきたし、高すぎると第2
セリウム塩の加水分解が生じたり重合等副反応生成物の
混入や着色あるいは装置の腐蝕性の面から不利である。
第2セリウムイオン−酸性水溶液の酸濃度としては、低
過ぎると第2セリウムイオンが不安定になる一方、高過
ぎると装置の腐蝕の面から不利であるため、酸性水溶液
中の酸濃度は好ましくは0、3〜10モル/i、より好
ましくは0.5〜5モル/lの範囲とする。酸性水溶液
の酸としては、上記第2セリウムイオン供給源を形成す
る陰イオンに対応する酸を使用することができるが、そ
れ以外の酸を添加することもでき、例えば硫酸、硝酸等
を単独あるいは混合して使用することができる。
過ぎると第2セリウムイオンが不安定になる一方、高過
ぎると装置の腐蝕の面から不利であるため、酸性水溶液
中の酸濃度は好ましくは0、3〜10モル/i、より好
ましくは0.5〜5モル/lの範囲とする。酸性水溶液
の酸としては、上記第2セリウムイオン供給源を形成す
る陰イオンに対応する酸を使用することができるが、そ
れ以外の酸を添加することもでき、例えば硫酸、硝酸等
を単独あるいは混合して使用することができる。
また、第2セリウムイオン−酸性水溶液としては各種の
第2セリウム塩の酸性水溶液が使用できる。あるいは硝
酸第1セリウムアンモニウム、硝酸第1t?リウムまた
は硝酸第1セリウム等の第1セリウム塩を酸性水溶液に
溶解し酸化して得られる第2セリウムイオン−酸性水溶
液も使用できる。
第2セリウム塩の酸性水溶液が使用できる。あるいは硝
酸第1セリウムアンモニウム、硝酸第1t?リウムまた
は硝酸第1セリウム等の第1セリウム塩を酸性水溶液に
溶解し酸化して得られる第2セリウムイオン−酸性水溶
液も使用できる。
硝酸第2セリウムアンモニウム(<NHa )2[Ce
(NO3)6])−硝酸水溶液を用いる場合には、前
記のごとく硝酸セリウムアンモニウムの水に対する溶解
度が比較的大きいので低温でも第2セリウムイオンの濃
度を高く保持し得るが、本発明では超音波照射下に行う
ため更に充分な反応速度でかつ高選択的に反応させるこ
とができ好適に使用できる。また、硝酸第1セリウムを
硝酸水溶液に溶解し酸化して得られる硝酸第2セリウム
−硝酸水溶液も第2セリウムイオンの濃度を高く保持で
き好適に使用できる。これらの場合、酸性水溶液中の第
2セリウムイオン濃一度は好ましくは0.1〜6モル/
lより好ましくは0.2〜5モル/iの範囲とする。濃
度が低くすぎると酸化力が弱く、反応速度も小であり、
更に反応液量も大となって不利である。逆に高すぎる(
セリウム塩の溶解面が多い)と液の粘度が上昇し、プロ
セス上の開操作に支障をきたす恐れが生じる。
(NO3)6])−硝酸水溶液を用いる場合には、前
記のごとく硝酸セリウムアンモニウムの水に対する溶解
度が比較的大きいので低温でも第2セリウムイオンの濃
度を高く保持し得るが、本発明では超音波照射下に行う
ため更に充分な反応速度でかつ高選択的に反応させるこ
とができ好適に使用できる。また、硝酸第1セリウムを
硝酸水溶液に溶解し酸化して得られる硝酸第2セリウム
−硝酸水溶液も第2セリウムイオンの濃度を高く保持で
き好適に使用できる。これらの場合、酸性水溶液中の第
2セリウムイオン濃一度は好ましくは0.1〜6モル/
lより好ましくは0.2〜5モル/iの範囲とする。濃
度が低くすぎると酸化力が弱く、反応速度も小であり、
更に反応液量も大となって不利である。逆に高すぎる(
セリウム塩の溶解面が多い)と液の粘度が上昇し、プロ
セス上の開操作に支障をきたす恐れが生じる。
またイ)の工程においては、1−ニトロナフタリンを水
と混和しない有機溶媒に溶解せしめても、あるいは溶媒
を用いずに1−ニトロナフタリンのみを添加してもよく
、該系は液状でもスラリー状でもよい。上記有機溶媒と
しては、ベンゼン、ターシャリ−ブチルベンゼン、クロ
ルベンゼン等の芳香族炭化水素又はその置換体、シクロ
ヘキサン、n−ヘキサン、n−ペンタン、n−オクタン
等の脂肪族炭化水素、四塩化炭素、クロルメチレン、ジ
クロルエタン等の塩素化脂肪族炭化水素等の有機溶媒が
使用できる。
と混和しない有機溶媒に溶解せしめても、あるいは溶媒
を用いずに1−ニトロナフタリンのみを添加してもよく
、該系は液状でもスラリー状でもよい。上記有機溶媒と
しては、ベンゼン、ターシャリ−ブチルベンゼン、クロ
ルベンゼン等の芳香族炭化水素又はその置換体、シクロ
ヘキサン、n−ヘキサン、n−ペンタン、n−オクタン
等の脂肪族炭化水素、四塩化炭素、クロルメチレン、ジ
クロルエタン等の塩素化脂肪族炭化水素等の有機溶媒が
使用できる。
ホ)の電解酸化工程は、隔膜を用いないで行うと、第1
セリウムイオンを含む酸性水溶液に硝酸イオンあるいは
アンモニウムイオンが含まれている場合、電解酸化によ
ってそれらのイオンが複雑に挙動する。即ち、電解によ
って陰極で硝酸イオンが亜硝酸イオンやアンモニウムイ
オンに還元されることにより各イオン濃度が変化し、液
のpHが変り、極端な場合加水分解が起こってしまう。
セリウムイオンを含む酸性水溶液に硝酸イオンあるいは
アンモニウムイオンが含まれている場合、電解酸化によ
ってそれらのイオンが複雑に挙動する。即ち、電解によ
って陰極で硝酸イオンが亜硝酸イオンやアンモニウムイ
オンに還元されることにより各イオン濃度が変化し、液
のpHが変り、極端な場合加水分解が起こってしまう。
こうした複雑な挙動に伴って、第2セリウムイオン−酸
性水溶液の酸化剤としての能力も変化するため、反応条
件等の設定も変動させねばならず、実際の運転には定期
的な液組成の分析及び調整、更には液の入替えの必要が
生じてくる。また、第1セリウムイオン以外のイオンが
関与する反応は目的とする第2セリウムイオン生成の電
流効率の低下をもたらす。このため、電解酸化工程にお
いて隔膜を用い、陽極液に第1セリウムイオンを含む酸
性水溶液を、陰極液に電解質液をあてて両液を隔膜によ
り分離して電解酸化する方法が好ましい。隔膜としては
前記不都合を防ぐ性能を有し、耐久性も有するものがよ
く、イオン交換膜が好適に使用される。
性水溶液の酸化剤としての能力も変化するため、反応条
件等の設定も変動させねばならず、実際の運転には定期
的な液組成の分析及び調整、更には液の入替えの必要が
生じてくる。また、第1セリウムイオン以外のイオンが
関与する反応は目的とする第2セリウムイオン生成の電
流効率の低下をもたらす。このため、電解酸化工程にお
いて隔膜を用い、陽極液に第1セリウムイオンを含む酸
性水溶液を、陰極液に電解質液をあてて両液を隔膜によ
り分離して電解酸化する方法が好ましい。隔膜としては
前記不都合を防ぐ性能を有し、耐久性も有するものがよ
く、イオン交換膜が好適に使用される。
口)の工程により、イ)の工程で得られた反応混合物か
ら5−ニトロ−1,4−ナフトキノン結晶を晶析し、遠
心分離、濾過等により該結晶と濾液とに分離し、必要に
より更に濾液からセリウムイオンを含む酸性水溶液相と
有機相とを分離し、結晶はハ)の工程へ、セリウムイオ
ンを含む閣外水溶液はホ)の工程へ送られる。有機相は
主として溶解度分の5−ニトロ−1,4−ナフトキノン
、未反応の1−ニトロナフタリンあるいはイ)の工程で
用いた溶媒等からなり、水溶液相と分離しないままホ)
の工程へ送られるか、または分離、回収してイ)の工程
へ戻される。
ら5−ニトロ−1,4−ナフトキノン結晶を晶析し、遠
心分離、濾過等により該結晶と濾液とに分離し、必要に
より更に濾液からセリウムイオンを含む酸性水溶液相と
有機相とを分離し、結晶はハ)の工程へ、セリウムイオ
ンを含む閣外水溶液はホ)の工程へ送られる。有機相は
主として溶解度分の5−ニトロ−1,4−ナフトキノン
、未反応の1−ニトロナフタリンあるいはイ)の工程で
用いた溶媒等からなり、水溶液相と分離しないままホ)
の工程へ送られるか、または分離、回収してイ)の工程
へ戻される。
ハ)の工程で5−ニトロ−1,4−ナフトキノンを1.
3−ブタジエンとディールスアルダー反応させる。反応
は5−ニトロ−1,4−ナフトキノンと1,3−ブタジ
エンを溶解する適当な溶媒を用いて行なわれる。そのよ
うな溶媒としては例えば、ベンゼン、トルエン、キシレ
ン等の芳族炭化水素、ジクロロエタン、四塩化炭素、ジ
クロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素、エチルエーテ
ル、ジフェニルエーテル等のエーテル類、フタル酸ジオ
クチル、酢酸メチル等のエステル類、アセトン、メチル
エチルケトン等のケトン類、メタノール、エタノール等
のアルコール類、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ
等のセロンルブ類等があげられる。5−ニトロ−1,4
−ナフトキノンと1,3−ブタジエンのディールスアル
ダー反応は、他の芳香族キノン化合物の場合と同様に一
般的には0〜250℃、好ましくは30〜150℃の温
度で行われる。反応温度が高過ぎれば、1゜3−ブタジ
エンの溶解度が減少し反応が進みにくくなり、また生成
した5−ニトロ−1,4,4a。
3−ブタジエンとディールスアルダー反応させる。反応
は5−ニトロ−1,4−ナフトキノンと1,3−ブタジ
エンを溶解する適当な溶媒を用いて行なわれる。そのよ
うな溶媒としては例えば、ベンゼン、トルエン、キシレ
ン等の芳族炭化水素、ジクロロエタン、四塩化炭素、ジ
クロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素、エチルエーテ
ル、ジフェニルエーテル等のエーテル類、フタル酸ジオ
クチル、酢酸メチル等のエステル類、アセトン、メチル
エチルケトン等のケトン類、メタノール、エタノール等
のアルコール類、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ
等のセロンルブ類等があげられる。5−ニトロ−1,4
−ナフトキノンと1,3−ブタジエンのディールスアル
ダー反応は、他の芳香族キノン化合物の場合と同様に一
般的には0〜250℃、好ましくは30〜150℃の温
度で行われる。反応温度が高過ぎれば、1゜3−ブタジ
エンの溶解度が減少し反応が進みにくくなり、また生成
した5−ニトロ−1,4,4a。
9a−テトラヒドロアントラキノンが異性化、脱水素等
の副反応により他の物質に変換し、原料の5−二I〜ロ
ー1.4−ナフトキノンや1,3−ブタジエンの重合等
の副反応も生じ、反応選択率が低下する。又、低過ぎれ
ば反応速度が低下する。
の副反応により他の物質に変換し、原料の5−二I〜ロ
ー1.4−ナフトキノンや1,3−ブタジエンの重合等
の副反応も生じ、反応選択率が低下する。又、低過ぎれ
ば反応速度が低下する。
反応圧力は1,3−ブタジエンの溶解度等にも依存する
が、通常120に9/cm2以下、より一般的にはO〜
20Kg/cII2の範囲で行われる。1.3−ブタジ
エンの使用aは5−二1〜ロー1.4−ナフトキノンに
対して過剰である程反応は速く完結するが、あまり多過
ぎても装置的な而で経済的ではなく、好ましくは1〜2
0モル倍、より好ましくは1.1〜10モル倍で行われ
る。また、反応時間は1.3−ブタジエンの濃度、反応
温度、反応圧力等の諸条性の制約により限定され、それ
ぞれ最適の反応時間が選ばれる。
が、通常120に9/cm2以下、より一般的にはO〜
20Kg/cII2の範囲で行われる。1.3−ブタジ
エンの使用aは5−二1〜ロー1.4−ナフトキノンに
対して過剰である程反応は速く完結するが、あまり多過
ぎても装置的な而で経済的ではなく、好ましくは1〜2
0モル倍、より好ましくは1.1〜10モル倍で行われ
る。また、反応時間は1.3−ブタジエンの濃度、反応
温度、反応圧力等の諸条性の制約により限定され、それ
ぞれ最適の反応時間が選ばれる。
ハ)の工程で得られた5−ニトロ−1,4,4a、9a
−テトラヒドロアントラキノンは、二)の工程で還元さ
れ、容易に1−アミノアン1〜ラキノンになる。還元剤
としては水素をはじめヨウ化水素、硫化水素、水素化ア
ルミニウムリチウム、水素化ホウ素ナトリウム等の比較
的不安定な水素化合物、−酸化炭素、二酸化イオウ、亜
硫酸塩等の低級酸化物または低級酸素酸の塩、硫化ナト
リウム、水硫化ナトリウム、硫化アンモニウム等のイオ
ウ化合物、アルカリ金属、マグネシウム、カルシウム等
の電気的陽性の大きい金属またはそれらのアマルガム、
鉄(■)、スズ(■)、チタン(■)、クロム(II)
等の低原子価状態にある金属の塩類、アルデヒド類、ギ
酸、シュウ酸等の還元剤としての作用を有する有機化合
物が用いられる。
−テトラヒドロアントラキノンは、二)の工程で還元さ
れ、容易に1−アミノアン1〜ラキノンになる。還元剤
としては水素をはじめヨウ化水素、硫化水素、水素化ア
ルミニウムリチウム、水素化ホウ素ナトリウム等の比較
的不安定な水素化合物、−酸化炭素、二酸化イオウ、亜
硫酸塩等の低級酸化物または低級酸素酸の塩、硫化ナト
リウム、水硫化ナトリウム、硫化アンモニウム等のイオ
ウ化合物、アルカリ金属、マグネシウム、カルシウム等
の電気的陽性の大きい金属またはそれらのアマルガム、
鉄(■)、スズ(■)、チタン(■)、クロム(II)
等の低原子価状態にある金属の塩類、アルデヒド類、ギ
酸、シュウ酸等の還元剤としての作用を有する有機化合
物が用いられる。
二)の工程においては、溶媒としてアセトン、メタノー
ル、エタノール、イソプロパツール、メチルセロソルブ
等の水溶性溶媒を使用しても単に水でもよい。又、トル
エン、キシレン等の水と非混和性の溶媒も使用できるが
、この場合はアンモニア或いはメチルアミン、エチルア
ミン等の脂肪族第1アミン、ジアリルアミン、ジエチル
アミン等の脂肪族第2アミン、トリメチルアミン、トリ
エチルアミン等の脂肪族第3アミン、アリルアミン、ジ
アリルアミン等の脂肪族不飽和アミン、シクロプロピル
アミン、シクロブチルアミン等の脂環式アミン、アニリ
ン、ベンジルアミン、ジフェニルアミン等の芳香族アミ
ンのごとく、有機アミンを添加すればよい。反応は使用
する溶媒等にもよるが、通常50〜150℃、好ましく
は60〜120℃にて行なわれる。反応温度が高過ぎる
と原料の5−ニトロ−1.4,4a 、9a−テトラヒ
ドロアントラキノンの異性化、脱水素等の副反応により
他の物質に変換し、反応温度が低過ぎると反応速度が低
下する。
ル、エタノール、イソプロパツール、メチルセロソルブ
等の水溶性溶媒を使用しても単に水でもよい。又、トル
エン、キシレン等の水と非混和性の溶媒も使用できるが
、この場合はアンモニア或いはメチルアミン、エチルア
ミン等の脂肪族第1アミン、ジアリルアミン、ジエチル
アミン等の脂肪族第2アミン、トリメチルアミン、トリ
エチルアミン等の脂肪族第3アミン、アリルアミン、ジ
アリルアミン等の脂肪族不飽和アミン、シクロプロピル
アミン、シクロブチルアミン等の脂環式アミン、アニリ
ン、ベンジルアミン、ジフェニルアミン等の芳香族アミ
ンのごとく、有機アミンを添加すればよい。反応は使用
する溶媒等にもよるが、通常50〜150℃、好ましく
は60〜120℃にて行なわれる。反応温度が高過ぎる
と原料の5−ニトロ−1.4,4a 、9a−テトラヒ
ドロアントラキノンの異性化、脱水素等の副反応により
他の物質に変換し、反応温度が低過ぎると反応速度が低
下する。
次に本発明に基づく一実施態様を示す第1図により、具
体的に説明づる。第1図は液相酸化反応に溶媒を用いて
1−アミノアントラキノンを連続的に製造するフローシ
ートである(溶媒を使用しない場合は6.8を省略でき
る)a第1図にJ3いて、1は陰極液タンク、2は電解
槽、3は陽極液タンク、4は1−ニトロナフタリンタン
ク、5は液相酸化反応器、6は溶剤タンク、7,13は
ン濾過器、8は分離塔、9はディールスアルダー反応器
、10は1,3−ブタジエンタンク、11は還元反応器
、12は還元剤タンク、14は廃液タンク、15は製品
(1−アミノアントラキノン)タンクを表わす。
体的に説明づる。第1図は液相酸化反応に溶媒を用いて
1−アミノアントラキノンを連続的に製造するフローシ
ートである(溶媒を使用しない場合は6.8を省略でき
る)a第1図にJ3いて、1は陰極液タンク、2は電解
槽、3は陽極液タンク、4は1−ニトロナフタリンタン
ク、5は液相酸化反応器、6は溶剤タンク、7,13は
ン濾過器、8は分離塔、9はディールスアルダー反応器
、10は1,3−ブタジエンタンク、11は還元反応器
、12は還元剤タンク、14は廃液タンク、15は製品
(1−アミノアントラキノン)タンクを表わす。
電解槽2の陰極と陽極は隔膜によって隔てられており、
陰極側は陰極液タンク1中の陰極液をライン16から電
解槽2へ導入し、電解槽2からライン17を経て陰極液
タンク1へ循環させ、一方間極側は陽極液タンク3中の
第1セリウムイオンを含む酸性水溶液をライン18から
電解槽2へ導入し、電解槽2からライン19を経て陽極
液タンク3へ循環させる。この間に電解して該酸性水溶
液中の第1セリウムイオンを第2セリウムイオンに酸化
する。所定濃度の第2セリウムイオンをSむ陽極液はr
iA極液タンク3からライン20を経て、1−ニトロナ
フタリンは1−ニトロナフタリンタンク4よりライン2
1を経て、そして溶媒は溶剤タンク6よりライン22を
経て液相酸化反応器5へ導入され、1−ニトロナフタリ
ンの第2セリウムイオンによる接触液相酸化が行われる
。反応生成物は濾過器7でン濾過され、5−ニトロ−1
,4−ナフトキノンの結晶はライン27を経てディール
スアルダー反応器9へ導入される。一方、ン戸液はライ
ン24を経て分離塔8へ導入され、有機層はライン26
を経て溶剤タンク6へ循環され、第1、第2セリウムイ
オンを含む酸性水溶液層はライン25を経て陽極液タン
ク3に戻され電解槽2で第2セリウムイオンに循環再生
される。ディールスアルダー反応器9に導入された5−
ニトロ−1,4−ナフトキノンは1,3−ブタジエンタ
ンク10から導入された1、3−ブタジエンと適当な溶
媒の存在下に適当な温度、圧力にてディールスアルダー
反応させる。反応して得られた5−ニトロ−1.4.4
a 、9a−テトラヒドロアントラキノンはライン29
を経て還元反応器11に送られ、ここで還元剤タンク1
2からライン30を経て導入された適当な還元剤により
適当な反応温度にて還元され、1−アミノアントラキノ
ンとなる。得られた反応混合物は濾過器13にてン戸別
され、1−アミノアントラキノンの結晶は製品タンク1
5に貯蔵される。炉液は廃液タンク14に貯蔵し、適宜
処理される。
陰極側は陰極液タンク1中の陰極液をライン16から電
解槽2へ導入し、電解槽2からライン17を経て陰極液
タンク1へ循環させ、一方間極側は陽極液タンク3中の
第1セリウムイオンを含む酸性水溶液をライン18から
電解槽2へ導入し、電解槽2からライン19を経て陽極
液タンク3へ循環させる。この間に電解して該酸性水溶
液中の第1セリウムイオンを第2セリウムイオンに酸化
する。所定濃度の第2セリウムイオンをSむ陽極液はr
iA極液タンク3からライン20を経て、1−ニトロナ
フタリンは1−ニトロナフタリンタンク4よりライン2
1を経て、そして溶媒は溶剤タンク6よりライン22を
経て液相酸化反応器5へ導入され、1−ニトロナフタリ
ンの第2セリウムイオンによる接触液相酸化が行われる
。反応生成物は濾過器7でン濾過され、5−ニトロ−1
,4−ナフトキノンの結晶はライン27を経てディール
スアルダー反応器9へ導入される。一方、ン戸液はライ
ン24を経て分離塔8へ導入され、有機層はライン26
を経て溶剤タンク6へ循環され、第1、第2セリウムイ
オンを含む酸性水溶液層はライン25を経て陽極液タン
ク3に戻され電解槽2で第2セリウムイオンに循環再生
される。ディールスアルダー反応器9に導入された5−
ニトロ−1,4−ナフトキノンは1,3−ブタジエンタ
ンク10から導入された1、3−ブタジエンと適当な溶
媒の存在下に適当な温度、圧力にてディールスアルダー
反応させる。反応して得られた5−ニトロ−1.4.4
a 、9a−テトラヒドロアントラキノンはライン29
を経て還元反応器11に送られ、ここで還元剤タンク1
2からライン30を経て導入された適当な還元剤により
適当な反応温度にて還元され、1−アミノアントラキノ
ンとなる。得られた反応混合物は濾過器13にてン戸別
され、1−アミノアントラキノンの結晶は製品タンク1
5に貯蔵される。炉液は廃液タンク14に貯蔵し、適宜
処理される。
[実施例]
次に本発明を実施例により詳細に説明するが、本発明は
これらの実施例に限定されるものではない。
これらの実施例に限定されるものではない。
実施例−1
電解槽2にて、陽極にPtメッキTi電極、陰極に5U
S316L電極、隔膜にフッ素系カチオン交換膜(デュ
ポン社製、ナフィオン423)を用いて電流密度10A
/dTrL2にて硝酸セリウムアンモニウム−2モル/
l硝酸水溶液を電解し、第2セリウムイオン濃度が2モ
ル/l硝酸水溶液に対し2.4モル/lである陽極液を
(qだ。陰極液は2モル/l硝酸水溶液とした。電流効
率は95%であった。この第2セリウムイオンを含む硝
酸水溶液3954 K’Jとt−ブチルベンゼン300
tryに溶解せしめた1−ニトロナフタリン100A
yを40℃にて28 K Hz、400W(7)超音波
を内部照射して約1時間液相酸化反応器5にて撹拌しな
がら反応させて得た結晶を濾過器7で炉別し、炉液につ
いては有機層と水層を分離塔8で分離後有機層は循環再
使用するため溶剤タンク6へ、又水層は反応後に生成し
た第1セリウムイオンを電解再生するため陽極タンク3
へ送液した。一方、結晶は洗浄後ディールスアルダー反
応器へ導入するが、洗浄後の結晶の重量は101.4K
yであり、この結晶をガスクロマトグラフィーで分析し
たところ、純度99.3%の5−ニトロ−1,4−ナフ
トキノンであることが確認された。
S316L電極、隔膜にフッ素系カチオン交換膜(デュ
ポン社製、ナフィオン423)を用いて電流密度10A
/dTrL2にて硝酸セリウムアンモニウム−2モル/
l硝酸水溶液を電解し、第2セリウムイオン濃度が2モ
ル/l硝酸水溶液に対し2.4モル/lである陽極液を
(qだ。陰極液は2モル/l硝酸水溶液とした。電流効
率は95%であった。この第2セリウムイオンを含む硝
酸水溶液3954 K’Jとt−ブチルベンゼン300
tryに溶解せしめた1−ニトロナフタリン100A
yを40℃にて28 K Hz、400W(7)超音波
を内部照射して約1時間液相酸化反応器5にて撹拌しな
がら反応させて得た結晶を濾過器7で炉別し、炉液につ
いては有機層と水層を分離塔8で分離後有機層は循環再
使用するため溶剤タンク6へ、又水層は反応後に生成し
た第1セリウムイオンを電解再生するため陽極タンク3
へ送液した。一方、結晶は洗浄後ディールスアルダー反
応器へ導入するが、洗浄後の結晶の重量は101.4K
yであり、この結晶をガスクロマトグラフィーで分析し
たところ、純度99.3%の5−ニトロ−1,4−ナフ
トキノンであることが確認された。
次に反応器9にて前記5−ニトロナフトキノン101.
1gをメタノール約300 Kg、1.3−ブタジエン
67.4 Kg添加した後、3 Kg/ ctp、2圧
力下、90℃にて2.5時間反応させた。反応後の結晶
および反応液を反応器11に移し、30%水硫化ナトリ
ウム水溶液154.1 Ky添加して、常圧下90℃に
て2時間反応させたところ、赤色の結晶が得られた。こ
の結晶のか別、洗浄、乾燥後の重量は106.9Kgで
あった。得られた製品をガスクロマトグラフィー及び赤
外分光で分析したところ、純度99.○%の1−アミノ
アントラキノンであることが確認された。従って、純1
−アミノアントラキノンの収率は105.8 wt%で
あった。
1gをメタノール約300 Kg、1.3−ブタジエン
67.4 Kg添加した後、3 Kg/ ctp、2圧
力下、90℃にて2.5時間反応させた。反応後の結晶
および反応液を反応器11に移し、30%水硫化ナトリ
ウム水溶液154.1 Ky添加して、常圧下90℃に
て2時間反応させたところ、赤色の結晶が得られた。こ
の結晶のか別、洗浄、乾燥後の重量は106.9Kgで
あった。得られた製品をガスクロマトグラフィー及び赤
外分光で分析したところ、純度99.○%の1−アミノ
アントラキノンであることが確認された。従って、純1
−アミノアントラキノンの収率は105.8 wt%で
あった。
実施例−2
電解槽2において隔膜を使用せず、液相酸化反応器5に
40KHz、600Wの超音波を内部照射して約1時間
反応させた他は実施例−1と同様に反応後処理、分析を
行った。その結果、5−ニトロナフトキノンが102.
3 Kymられた。次にメタノール約300 Kg、1
,3−ブタジエン68.OKgを添加し、実施例−1と
同様に反応させ、さらに次の工程では30%水硫化ナト
リウム水溶液を155.5Kg添加した以外は同様の反
応後処理を行なった。その結果が別、洗浄、乾燥後、純
度98゜8%の1−アミノアントラキノンが、ゴ08.
I Kg得られた。従って、純1−アミノ7ントラキ
ノンの収率は、106.8wt%であった。
40KHz、600Wの超音波を内部照射して約1時間
反応させた他は実施例−1と同様に反応後処理、分析を
行った。その結果、5−ニトロナフトキノンが102.
3 Kymられた。次にメタノール約300 Kg、1
,3−ブタジエン68.OKgを添加し、実施例−1と
同様に反応させ、さらに次の工程では30%水硫化ナト
リウム水溶液を155.5Kg添加した以外は同様の反
応後処理を行なった。その結果が別、洗浄、乾燥後、純
度98゜8%の1−アミノアントラキノンが、ゴ08.
I Kg得られた。従って、純1−アミノ7ントラキ
ノンの収率は、106.8wt%であった。
[発明の効果]
以上本発明を実施することにより、まず1−ニトロナフ
タリンの液相酸化反応工程にて副生物の少ない5−ニト
ロ−1,4−ナフトキノンが製造されるために次工程以
降における1、3−ブタジエンとのディールスアルダー
反応及び還元反応においても複雑な精製工程を必要とせ
ずに高純度の1−アミノアントラキノンが作業環境及び
公害等の面で有利、高収岳かつ高選択的に製造すること
ができる。
タリンの液相酸化反応工程にて副生物の少ない5−ニト
ロ−1,4−ナフトキノンが製造されるために次工程以
降における1、3−ブタジエンとのディールスアルダー
反応及び還元反応においても複雑な精製工程を必要とせ
ずに高純度の1−アミノアントラキノンが作業環境及び
公害等の面で有利、高収岳かつ高選択的に製造すること
ができる。
Claims (4)
- (1)イ)第2セリウムイオンを含む酸性水溶液を用い
、超音波照射下に1−ニトロナフタリンを液相酸化する
工程。 ロ)イ)の工程で得られた反応混合物から5−ニトロ−
1,4−ナフトキノンを含む結晶とセリウムイオンを含
む酸性水溶液とを分離する工程。 ハ)ロ)の工程で得られた5−ニトロ−1,4−ナフト
キノンを1,3−ブタジエンとディールスアルダー反応
させ、5−ニトロ−1,4,4a,9a−テトラヒドロ
アントラキノンを含む結晶を晶析、分離する工程。 ニ)ハ)の工程で得られた5−ニトロ−1,4,4a,
9a−テトラヒドロアントラキノンを還元剤を用いて還
元した後、1−アミノアントラキノンを含む結晶を分離
、精製する工程。 ホ)ロ)の工程で分離したセリウムイオンを含む酸性水
溶液を電解酸化して該酸性水溶液中の第1セリウムイオ
ンを第2セリウムイオンに酸化し、イ)の工程に戻す工
程。 からなることを特徴とする1−アミノアントラキノンの
製造法。 - (2)イ)の工程の第2セリウムイオンを含む酸性水溶
液が硝酸第2セリウムアンモニウムの硝酸水溶液である
ことを特徴とする特許請求の範囲(1)に記載の方法。 - (3)ホ)の電解酸化工程において、陽極液として第1
セリウムイオンを含む酸性水溶液を、陰極液として電解
質液を、隔膜としてイオン交換膜を用いることを特徴と
する特許請求の範囲(1)または(2)に記載の方法。 - (4)イ)の工程の第2セリウムイオンを含む酸性水溶
液中の酸濃度が0.3〜10モル/lであることを特徴
とする特許請求の範囲(1)、(2)または(3)に記
載の方法。
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62000110A JPS63169393A (ja) | 1987-01-06 | 1987-01-06 | 1−アミノアントラキノンの製造法 |
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JPS63169393A true JPS63169393A (ja) | 1988-07-13 |
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JP (1) | JPS63169393A (ja) |
Citations (5)
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---|---|---|---|---|
JPS5129473A (en) * | 1974-09-06 | 1976-03-12 | Mitsui Toatsu Chemicals | Kojundo 55 nitorotetorahidoroantorakinon no seizohoho |
JPS5132551A (en) * | 1974-09-13 | 1976-03-19 | Mitsui Toatsu Chemicals | 11 aminoantorakinonoseizosuru hoho |
JPS5634659A (en) * | 1979-08-29 | 1981-04-06 | Kawasaki Kasei Chem Ltd | Preparation of high-purity 2-aminoanthraquinone |
JPS59216828A (ja) * | 1983-05-26 | 1984-12-06 | Kawasaki Kasei Chem Ltd | 有機化合物の酸化法 |
JPS62111A (ja) * | 1985-06-26 | 1987-01-06 | Fujitsu Ltd | マイクロ波電力増幅器 |
-
1987
- 1987-01-06 JP JP62000110A patent/JPS63169393A/ja active Pending
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5129473A (en) * | 1974-09-06 | 1976-03-12 | Mitsui Toatsu Chemicals | Kojundo 55 nitorotetorahidoroantorakinon no seizohoho |
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