本發明專利技術公開了一種2-戊基蒽醌的合成方法，該方法分為兩步。第一步將叔戊基苯在催化劑作用下與鄰苯二甲酸酐反應，生成中間體中間體2-(4-新戊基苯甲酰）苯甲酸。第二步中間體2-(4-新戊基苯甲酰）苯甲酸在催化劑的作用下進行合環反應，生成2-戊基蒽醌。第一步反應中，通過催化劑及縛酸劑減少副反應，控制反應的經行。再用沉淀劑提取中間體。第二步反應中，通過控制溫度與催化劑用量，使反應收率達到最大。本發明專利技術原料易得，反應條件溫和，無需采用高溫高壓等條件。因此，本發明專利技術降低了生產難度，減少了生產投入，使得該方法具有工業化前景。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及，特別涉及所采用的催化劑及縛酸劑。屬于化工領域。 技術背景 過氧化氫是一種強氧化劑，廣泛用于造紙、化工合成、環保等領域，由于其分解后產物為水和氧氣，不會對環境產生污染，被稱為綠色化工產品。生產過氧化氫的途徑有很多，但是工業化生產過氧化氫的方法全部為蒽醌法。 蒽醌法工業化生產過氧化氫工藝中，最關鍵的環節是蒽醌的氫化?，F階段國內絕大多數廠家都采用2-乙基蒽醌為催化劑生產過氧化氫。在此過程中，2-乙基蒽醌參與了一個循環反應過程。反應機理如下:溶解在重芳烴中的2-乙基蒽醌在氫化塔中與氫氣接觸后被氫化，生成四氫-2-乙基蒽醌；氫化后的2-乙基蒽醌隨后進入氧化塔氧化，氧氣與四氫-2-乙基蒽醌上的氫結合生成過氧化氫；利用過氧化氫在水與過氧化氫工作液中的分配系數不同，用水將過氧化氫萃取，可到17%-35%的過氧化氫產品。此過程后2-乙基蒽醌可再次循環利用。 在以2-乙基蒽醌的工作液為載體的蒽醌法制備過氧化氫的工藝過程中，工作液中2-乙基蒽醌溶解度為120-140g/L，工作液的氫化效率為7-8g/L。相較于2-乙基蒽醌，2-戊基蒽醌(2-新戊基蒽醌和2-叔戊基蒽醌)在其所制備的以二異丁基甲醇和重芳烴為工作液的中溶解度可達200-300g/L，工作液氫化效率達15-20g/L，可顯著提高過氧化氫生產裝置產能。 隨著過氧化氫的產能釋放，35%過氧化氫由2001年前后的3000元/噸下降到2014年10月1300元/噸。部分企業已經進行了工作液升級，目的在于提高2-乙基蒽醌及四氫-2-乙基蒽醌的溶解度，從而提高氫化效率，達到產量提高成本降低的效果。但是由于2-乙基蒽醌本身的氫化效率及溶解度不高，僅僅從提高2-乙基蒽醌溶解度來提高氫化效率，上升空間有限?，F階段國內鮮有2-戊基蒽醌(2-新戊基蒽醌和2-叔戊基蒽醌)生產廠家，進口產品價格居高不下，嚴重制約了過氧化氫行業的發展。 國內高校對2-戊基蒽醌的研制做出了一定的研究。河北師范大學采用苯做叔戊基苯的溶劑，AlCl3為催化劑，正己烷為沉淀劑進行第一步反應。由于苯的沸點131.7V,遠高于第一步反應溫度40°C，對于溶劑的回收將很難實現。采用正己烷為沉淀劑，由于正己烷為有機相，沉淀后的中間體與環己烷有一定的互溶，過濾后會帶走部分中間體，降低收率，導致其第一步收率為80.2%。環己烷是一種易燃易爆易揮發物質，大規模生產中安全隱患很大，對安全審核提出很多要求。 專利號為US5107004的美國專利提供了一種2_戊基蒽醌中間體合成的方法。方法介紹了采用鄰二氯苯為溶劑，AlCl3為催化劑，濃度較高的硫酸為沉淀劑的合成中間體的方法。該方法采用了無機沉淀劑，沉淀效果相較于有機沉淀劑好。但是其方法未采用無水硫酸，若采用無水硫酸則效果更好，收率更高。由于未加入縛酸劑，導致在酸存在的條件下叔戊基苯會發生異構生成2-仲戊基苯，其叔/仲比為70-75/25-30。2-仲戊基蒽醌在雙氧水生產中有不利影響。鄰二氯苯是一種是一種具有毒性、刺激性、可燃性的有機物，可經皮膚引起中毒。對于手工加料的廠家，該溶劑不可取。 專利號為US3032560的美國專利介紹了一種中間體2_(4_新戊基苯甲酰)苯甲酸采用發煙硫酸催化合環的方法。由于其未加入溶劑，導致2-(4-新戊基苯甲酰)苯甲酸在發煙硫酸中分布不均，2-戊基蒽醌收率只有71%左右。專利號為US4035396采用高沸點的三氯苯為2-(4-新戊基苯甲酰)苯甲酸溶劑。該法提高了分散度，2-戊基蒽醌的收率提高為88%。但在反應溫度80-100°C下，三氯苯容易發生磺化，形成焦油等物質。去除此物質需要額外的蒸餾及重結晶，增加了生產成本。
技術實現思路
本專利技術的目的是為了克服蒽醌法生產過氧化氫中2-乙基蒽醌溶解度不高，氫化效率低等不足；原有2-戊基蒽醌合成中，中間體2- (4-新戊基苯甲酰)苯甲酸收率不高，溶劑毒性高、易燃易爆、回收困難，異構反應的發生，2-戊基蒽醌合環反應中副反應多等問題。提供了一種2-戊基蒽醌(2-新戊基蒽醌或2-叔戊基蒽醌)的合成方法。 本專利技術的技術方案:一種2-戊基蒽醌的制備方法，包括如下步驟: 將叔戊基苯在催化劑作用下與溶于二氯甲烷的鄰苯二甲酸酐反應，生成中間體2-(4-新戊基苯甲酰)苯甲酸。其間采用縛酸劑抑制異構反應的發生。中間體2-(4-新戊基苯甲酰)苯甲酸的二氯甲烷溶液在催化劑的作用下進行合環反應，生成2-戊基蒽醌。兩步反應中，都通過分水器對溶劑進行回收。中間體2-(4-新戊基苯甲酰)苯甲酸合成時間1-24小時，反應物與催化劑摩爾比為1:2-3，反應物與縛酸劑摩爾比為1:0.01-0.1，每摩爾反應物添加沉淀劑量為20ml-50ml。2-戊基蒽醌合成時間2_24小時，催化劑發煙硫酸濃度為5%-20%，合成溫度為60°C -110°C純真空度為0.01-0.1MPa0 由上述公開方法可見，本專利技術所述方法原料易得，反應條件溫和，無需采用高溫高壓等條件。反應過程中，采用二氯甲烷為溶劑，沸點低，不可燃，低毒，溶劑容易回收。溶劑穩定，回收之前不會參與反應。入縛酸劑縛酸劑的加入，抑制了異構反應的發生。因此，本專利技術降低了生產難度，減少了生產投入，使得該方法具有工業化前景。 【具體實施方式】 下面進一步說明本專利技術的具體實時方式。實施例1中間體2-(4-新戊基苯甲酰)苯甲酸合成: 將74g (0.5mol)鄰苯二甲酸酐溶解于250 ml 二氯甲烷中，在15°C _20°C之間將130gAlCl3緩慢加入鄰苯二甲酸酐溶液中。再加入Iml 2-甲基吡啶。將74g (0.5mol)叔戊基苯在20°C、攪拌狀態下滴加入鄰苯二甲酸酐的溶液中。根據反應溫度控制滴加速率，3小時小時完成滴加。滴加完成后持續攪拌一小時至反應自行達到40°C后，停止攪拌。 將反應后的混合物用氫氧化鈉溶液將有機相洗滌至中性后，分離有機相與水相。取IL純水內加入足夠的冰使得混合物溫度維持在0°C，隨后將有機相加入冰水混合物中。然后緩慢加入30ml無水硫酸。過濾沉淀物，烘干后可得140.Sg中間體2-(4-新戊基苯甲酰)苯甲酸。中間體收率為95%。 2-戊基蒽醌合成:取90g (0.3mol)中間體2-(4-新戊基苯甲酰)苯甲酸，加入二氯甲烷中至其完全溶解，采用分液漏斗控制滴加速率，三小時內滴加進入720g的20%發煙硫酸中?？氐渭訙囟仍?0°C以下。攪拌升溫至65°C，維持在65°C攪拌5小時，采用分水器分離二氯甲烷。將反應后的混合物加入到1.5L純水與足夠多的冰塊的冰水混合物中，攪拌至10°C。將混合液體過濾可得到2-戊基蒽醌粗產品。 用氫氧化鈉稀溶液溶液將2-戊基蒽醌粗產品洗滌，洗滌后溶液呈堿性即可，再用IL純水洗滌2-戊基蒽醌粗產品。減壓烘干后，將2-戊基蒽醌粗產品在240°C，0.05MPar真空度條件下進行蒸發提純。 所得75.3g產品為2-戊基蒽醌，收率為89%。所得產品為淡黃色，經分析后其含量彡96%，熔點60-65°C，游離蒽醌(2%，叔/仲比80-90/20-10，干燥失重(0.5%，S彡40ppm, Fe ^ 10 ppm,氯化物< 500 ppm。 實施例2中間體2-(4-新戊基苯甲本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種2?戊基蒽醌的合成方法，其特征在于：包括如下步驟：第一步為中間體2?(4?新戊基苯甲酰）苯甲酸的合成；第二步為2?戊基蒽醌的合成。
【技術特征摘要】
1.一種2-戊基蒽醌的合成方法，其特征在于:包括如下步驟:第一步為中間體2-(4-新戊基苯甲酰)苯甲酸的合成；第二步為2-戊基蒽醌的合成。2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于:第一步中間體2-(4-新戊基苯甲酰)苯甲酸的合成原料為叔戊基苯和鄰苯二甲酸酐，鄰苯二甲酸酐容積為二氯甲烷。3.據權利要求1所述的方法，其特征在于:第一步中間體2-(4-新戊基苯甲酰)苯甲酸的合成需要縛酸劑B或縛酸劑C，沉淀劑D。4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于:縛酸劑B為2-甲基吡啶，或縛酸劑C為三乙胺；沉淀劑D為無水硫酸。5.據權利要求1所述的方法，其特征在于:反應物與催化劑摩爾比為1:2-3;反應物與縛酸劑摩爾比為1:0.01-0.1，每摩爾反應...
【專利技術屬性】
技術研發人員：陳攀，
申請(專利權)人：岳陽市中順化工有限責任公司，
類型：發明
國別省市：湖南;43
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