[發(fā)明專利]一步法電解合成1,5－二氨基－4,8－二羥基蒽醌的方法

無效

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• 申請日: 2007-02-14
• 公開（公告）號: CN101054681A
• 公開（公告）日: 2007-10-17
• 發(fā)明（設計）人: 馬淳安;張誠;褚有群;盛江峰
• 申請（專利權）人: 浙江工業(yè)大學
• 主分類號: C25B3/04
• 分類號: C25B3/04
• 代理公司: 杭州天正專利事務所有限公司
• 代理人: 黃美娟;袁木棋

(一)技術領域

本發(fā)明涉及一種電解合成1，5-二氨基-4，8-二羥基蒽醌的方法，尤其是一步法可制得1，5-二氨基-4，8-二羥基蒽醌的方法。

(二)背景技術

芳族氨基酚類化合物是重要的有機化工原料及中間體，廣泛應用于醫(yī)藥、農(nóng)藥、染料、橡膠等工業(yè)領域。1，5-二氨基-4，8-二羥基蒽醌及混合物本身就是一種染料，也是染料領域中的重要中間體。早在1909年J.Deient就應用1，5-二氨基-4，8-二羥基蒽醌制得了染料，并作為還原染料使用(C.I還原紫)。1971年開始該品種又作為分散染料使用。由于蒽醌類分散染料具有色澤鮮艷(特別是藍和紅)、耐光牢度優(yōu)良、均勻性能好等明顯的特點，故在染料領域中占有相當重要的地位。近年來，我國蒽醌型分散染料和蒽醌中間體出口量大增，而且還有進一步增長的趨勢。

以往，1，5-二氨基-4，8-二羥基蒽醌大都采用蒽醌汞定位磺化法生產(chǎn)，但此法生產(chǎn)不但工藝路線長，產(chǎn)品總收率低，而且產(chǎn)品及廢水中含有汞，環(huán)境污染十分嚴重。七十年代初期，汞污染問題引起了各國工業(yè)界的高度重視，加之當時蒽、蒽醌及其衍生物的資源有限以及對產(chǎn)品需求的劇增，所以各國開始了新工藝路線的研究。最初，主要著眼于除汞工藝的研究，隨后著重研究非汞工藝合成的新路線，主要以二硝基蒽醌為起始原料，采用二甲氧基化法、二苯氧基化法以及還原轉位法等新工藝。這些工藝過程都屬于多步驟合成過程，主要包括甲氧基化或苯氧基化、硝化、水解、還原等步驟。以苯氧基化法為例分析其工藝過程，詳見附圖7，從工藝過程可以看出，苯氧基化法生產(chǎn)1，5-二氨基-4，8-二羥基蒽醌要經(jīng)過苯氧基化、硝化、水解、還原等反應過程，而且每一步反應后都要經(jīng)過后處理才能進入下一步反應。顯然化學法生產(chǎn)存在著合成步驟多、工藝流程長、三廢污染多、設備投資大、生產(chǎn)成本高等問題，尤其在生產(chǎn)過程中需經(jīng)過多步分離，排放出大量的含酚廢水，故對環(huán)境污染十分嚴重。

現(xiàn)在報道較多的是催化加氫法，但此法需消耗高純度的貴金屬催化劑，并且需在高溫和高壓下操作，費用較高，同時仍需多步才能合成得到1，5-二氨基-4，8-二羥基蒽醌，所以仍然存在著合成步驟多、工藝流程長、投資費用高和環(huán)境污染等問題。

(三)發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是提供一種一步法電解合成1，5-二氨基-4，8-二羥基蒽醌的方法，用以替代目前合成步驟多、工藝流程長、設備投資大、生產(chǎn)成本高、三廢污染嚴重、產(chǎn)物需經(jīng)過多步分離的化學法。該法工藝路線短、原料成本低、三廢污染少、產(chǎn)物選擇性高，更重要的是一步即可獲得1，5-二氨基-4，8-二羥基蒽醌產(chǎn)品。

本發(fā)明采用的技術方案如下：

一種一步法電解合成1，5-二氨基-4，8-二羥基蒽醌的方法，在陰極轉動分隔式電解槽中，以7.5～14.2mol/L的硫酸水溶液為電解液，1，5-二硝基蒽醌為原料，采用相轉移催化劑，控制溫度100～160℃，陰極電位-0.1～-0.4伏，電流密度200～2000A/m²，在上述條件下進行電解合成，可一步制得所述的1，5-二氨基-4，8-二羥基蒽醌。所述的1，5-二硝基蒽醌在電解液中的濃度為0.003～0.012mol/L，所述的相轉移催化劑為下列之一：SnCl₂、BiCl₃、十六烷基三甲基溴化銨或十八烷基三甲基溴化銨；陽極材料選自下列之一：鉛銀合金、二氧化鉛、純鉛或鍍鉑鈦、鉑；陰極材料選自下列之一：紫銅、汞齊化銅、銅鎳合金、銅鉍合金、鋅或鋅鎳銅合金；

參比電極為同溶液動態(tài)氫電極。

本體系中參比電極的作用只是用來確定陰極電位，因此也可以選用其他能達到此目的的電極。

所述的在陰極轉動分隔式電解槽中的電解體系具體可選用附圖1所示的裝置，它包含電解槽槽體3和導電汞杯8，電解槽槽體內部設置陽極2和半圓筒狀攪拌式陰極1，它們之間由袋狀陽離子交換膜4分隔，各自構成陽極室和陰極室。由于采用半圓筒狀攪拌式陰極、袋狀陽離子交換膜和導電汞杯等特有結構，使該電解槽具有傳質效率高，電流密度分布均勻，時空效率高等優(yōu)點。

選用何種電極材料可根據(jù)具體生產(chǎn)要求進行選擇。選用不同的電極材料對本反應體系具有不同的電催化活性，具體可見附圖3。

進一步，所述的相轉移催化劑在電解液中的濃度為0.5～5.0wt％。

所述的陽極優(yōu)選為圓柱狀，所述的陰極優(yōu)選做成多孔狀、鱗片狀、網(wǎng)狀或半圓筒狀。