[發明專利]一種連續流微通道反應器合成1-硝基蒽醌的方法

有效

• 申請號: 202011359069.5
• 申請日: 2020-11-27
• 公開（公告）號: CN112300003B
• 公開（公告）日: 2022-03-04
• 發明（設計）人: 李想;吳祥林;李兵;竇艷;徐寧;杜輝;陳君;孫傳益;丁宗元;李敢
• 申請（專利權）人: 徐州工業職業技術學院
• 主分類號: C07C201/08
• 分類號: C07C201/08;C07C205/47;B01J19/00
• 代理公司: 南京思拓知識產權代理事務所(普通合伙) 32288
• 代理人: 呂鵬濤

本發明屬于有機合成領域，具體涉及一種以蒽醌為原料，硝酸為硝化劑進行硝化合成1?硝基蒽醌的連續反應工藝方法。具體來說，以蒽醌為底物，在連續流微通道反應器中連續硝化生成1?硝基蒽醌的工藝方法。

技術領域

本發明屬于有機合成領域，具體涉及一種以蒽醌為原料，硝酸為硝化劑進行硝化合成1-硝基蒽醌的連續反應工藝方法。具體來說，以蒽醌為底物，在連續流微通道反應器中連續硝化生成1-硝基蒽醌的工藝方法。

背景技術

1-硝基蒽醌是最為重要的蒽醌衍生物之一，它是合成1-氨基蒽醌最主要的原料，1-氨基蒽醌是合成蒽醌系染料的重要中間體，其用途十分廣泛，消耗量大，不僅能夠用于生產分散，還原，酸性，活性染料，還用于油墨，涂料，聚合物類顏料的生產以及其他方面的用途。盡管制備1-氨基蒽醌有許多途徑，但目前最具競爭力的方法當屬蒽醌硝化制得1-硝基蒽醌后經還原或氨解生產1-氨基蒽醌。

目前蒽醌的硝化主要是純硝酸硝化法、混酸硝化法和溶劑硝化法三種方法。純硝酸硝化法中蒽醌與硝酸的摩爾比為1:19左右，純度不高，收率為73%。混酸硝化法的收率為75%，反應物系接近膏狀，流動性和混合性均較差，反應時間長。純硝酸硝化法和混酸硝化法因酸的耗量大，收率低，廢水嚴重，幾近淘汰。溶劑法是目前工業生產上最為廣泛的使用方法，收率大概在75%-83%，同時還會得到一些副產物和雜質，需要精制后才能進一步應用。同時在間歇反應釜中，硝化反應都不可避免的因局部混合不均導致局部過熱發生危險，且反應時間長，反應過程不穩定，爆炸風險高，生產風險大。

利用連續流微通道反應器進行硝化反應是未來的生產趨勢，本發明提供一種連續流微通道合成1-硝基蒽醌的方法，該方法轉化率高，性能穩定，安全可靠，減少人工，便于實現智能化生產。

發明內容

本發明的目的是提供一種在高通量微通道反應器中進行蒽醌硝化制備1-硝基蒽醌的工藝方法。與現有的工藝相比，不僅能夠提高反應的收率和產品純度，同時還能夠大大縮短反應周期，減少溶劑的使用和廢物的產生，減少安全隱患，實現連續智能化生產。

本發明一種連續流微通道反應器合成1-硝基蒽醌的方法，按照下述步驟進行：

步驟1、將蒽醌-濃硫酸飽和溶液、混酸硝化劑、有機溶劑分別作為三股物料預熱后，經計量泵分別通入連續流微通道反應器中；

步驟2、通過計量泵控制物料的流量，使預熱后的蒽醌-濃硫酸飽和溶液、混酸硝化劑、有機溶劑分別按設定好的流速同步進入微通道反應器模塊內進行混合反應，反應溫度由外部換熱器進行控制，換熱介質為導熱油，產物從反應器的出口流出，進入產物收集區進一步處理；

步驟3、將微通道反應器出口得到的物料通過冰水稀釋，靜置沉降，分離出硫酸母液；有機相蒸餾回收；

其中步驟1的蒽醌-濃硫酸飽和溶液中蒽醌與濃硫酸的質量比為1：2-6，混酸硝化劑中濃硝酸與濃硫酸的質量比為1:1-5；其中所述硝酸濃度為85-98%，硫酸濃度為90-98%；

其中步驟2中的蒽醌-濃硫酸飽和溶液設定流速為10-40ml/min，步驟2中的混酸硝化劑溶液流速為2-7ml/min；步驟2中的有機溶劑的流速為5-40ml/min；

其中步驟2在微通道反應器模塊內進行混合反應的時間為40s-300s，；所述反應溫度為30~50℃；所述反應壓力為0-10bar。

上述連續流微通道反應器合成1-硝基蒽醌的方法，所述的有機溶劑選自二氯乙烷、氯仿、乙酸乙酯、丙酮、乙腈、環己烷、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺中的一種或幾種。

上述連續流微通道反應器合成1-硝基蒽醌的方法，所述的有機溶劑與蒽醌的體積比為1~10∶1。