[發明專利]一種以固體超強酸為催化劑制備2-烷基蒽醌的方法

在審

• 申請號: 201810082392.9
• 申請日: 2018-01-29
• 公開（公告）號: CN108299176A
• 公開（公告）日: 2018-07-20
• 發明（設計）人: 馮擁軍;謝浩杰;李殿卿;李宏宇;唐平貴
• 申請（專利權）人: 北京化工大學
• 主分類號: C07C46/00
• 分類號: C07C46/00;C07C50/16
• 代理公司: 北京恒和頓知識產權代理有限公司 11014
• 代理人: 孫伯慶

本發明提供了以固體超強酸為催化劑制備2?烷基蒽醌的方法，本發明是采用全氟磺酸樹脂、雜多酸等固體超強酸作為催化劑，以2?(4′?烷基苯甲?；?苯甲酸為原料，經過Friedel?Crafts反應進行?；撍]環，得到2?烷基蒽醌(其中烷基為碳原子數在1～6的直鏈或支鏈烷基)。本發明的特征是以固體超強酸替代傳統的發煙硫酸催化劑，環境友好，無廢酸排放，且操作工藝簡單，固體催化劑易回收，是一種綠色無污染的新工藝。

技術領域

本發明屬于精細化工產品合成的技術領域，具體涉及一種2-烷基蒽醌的制備方法。

背景技術

2-烷基蒽醌是一系列重要的有機中間體，其中2-乙基蒽醌是該系列產品中的主要品種，用于蒽醌法制備雙氧水工作液的主要原料，其需求量隨雙氧水生產裝置的擴充逐年增長。其它具有不同取代基的2-烷基蒽醌(烷基包括碳數在1～6的直鏈或支鏈烷基)作為重要的有機中間體或原料廣泛用于制備光篩樹脂、光敏聚合劑和染料中間體等。

2-烷基蒽醌的傳統生產工藝主要采用Friedel-Crafts法，其原理如式1所示：

式中R為C₁～C₆的直鏈或支鏈烷基。

該方法以鄰苯二甲酸酐和烷基苯為原料，在AlCl₃催化作用下合成中間產物2-(4’-烷基苯甲?；?苯甲酸，2-(4’-烷基苯甲?；?苯甲酸在發煙硫酸催化下閉環脫水得到2-烷基蒽醌。該傳統工藝需大量使用發煙硫酸作為催化劑，生產1噸2-烷基蒽醌將副產8-10噸濃度為30-50％的硫酸廢液，廢液中含有大量的有機物，不僅對設備和環境造成嚴重危害，而且該廢酸無害化處理成本極高，嚴重制約了2-烷基蒽醌的工業化生產規模和企業的發展，因此發展新型催化工藝代替傳統生產工藝成為了該領域研究的重點和熱點。目前，研究較為廣泛的催化劑為固體酸催化劑。專利CN1879965A公開了一種改性Beta沸石用于2-烷基蒽醌和蒽醌生產的方法，該方法具有環境友好、過程簡單、條件溫和、高效的優點，但該催化劑易失活，生產過程復雜。

文獻CN1903819A采用雜多酸催化制備蒽醌和蒽酮，該工藝操作簡單、成本低、污染小，催化劑與反應體系易分離，但缺點是催化活性較低，總收率為55-86％。

文獻US4304724用全氟磺酸樹脂催化2-(苯甲酰基)苯甲酸合成蒽醌。該體系操作條件溫和，綠色無污染。但是缺點是2-(苯甲?；?苯甲酸轉化率低，且蒽醌選擇性不高。

文獻Kun Lan,Shao Fen,Zixing Shan,Aust.J.Chem.2007,60,80–82.探究不同的雜多酸和不同的芳烴溶劑進行傅克酰基化反應。采用硅鎢酸催化鄰苯甲酰苯甲酸合成蒽醌，在氯苯為溶劑下回流，得到鄰苯甲酰苯甲酸的轉化率為90％和蒽醌的選擇性為75％。該反應整體催化效果較低，副反應較多，操作穩定高。

發明內容

本發明目的是提供一種以固體超強酸為催化制備2-烷基蒽醌的方法，該方法可避免傳統工藝中使用發煙硫酸而產生大量難以處理的廢酸的弊端，實現制備2-烷基蒽醌的綠色生產。

本發明的技術方案：首先以三氯化鋁為催化劑催化苯酐與烷基苯合成2-(4′-烷基苯甲?；?苯甲酸，再以2-(4′-烷基苯甲?；?苯甲酸為原料，以固體超強酸為催化劑，經過Friedel-Crafts反應進行?；撍]環，得到2-烷基蒽醌。該固體超強酸催化劑易于回收并重復使用。

式中R為C₁～C₆的直鏈或支鏈烷基。

本發明所提供的2-烷基蒽醌的制備方法，具體步驟如下：

方法一、無溶劑法