光催化氧化2-乙基蒽醌制備蒽醌-2-羧酸的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于一種合成蒽醌-2-羧酸的方法，特別是用光催化氧化2-乙基蒽醌制備蒽醌-2-羧酸的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]蒽醌-2-羧酸在顏料、紡織、電子、造紙、醫(yī)藥等行業(yè)中有廣泛應(yīng)用。已有的合成蒽醌-2-羧酸的方法主要有:
[0003](I)用硝酸水溶液在190°C，20個大氣壓下將2-乙基蒽醌氧化，氧化時間I小時，蒽醌-2-羧酸收率93%。該工藝溫度高，需要高壓釜，腐蝕嚴(yán)重，酸性廢水、氧化氮廢氣較多。
[0004](2)用二氯(三苯基磷)鈀絡(luò)合物、三苯基磷作為催化劑，使2-氯蒽醌與CO加壓反應(yīng)，25個大氣壓，溫度170°C，得到蒽醌-2-羧酸收率92 %。該方法壓力高，催化劑較貴，CO易中毒。
[0005](3)將2-甲基蒽醌在乙酸介質(zhì)中，用CrO3氧化。此方法2_甲基蒽醌較貴，重金屬鉻鹽廢水污染嚴(yán)重，較難處理。
[0006](4)在乙酸介質(zhì)中，用空氣氧化2-甲基蒽醌，溫度200°C，26個大氣壓，Co (OAc)2,Mn(0Ac)2、NaBr為催化劑，得到蒽醌-2-羧酸。乙酸溶劑酸性較強，對設(shè)備腐蝕嚴(yán)重。2-甲基蒽醌較貴，高溫、高壓，設(shè)備價格高。
[0007](5) 2-甲基蒽醌用Cr03、H3PO4氧化，收率95%。2-甲基蒽醌、磷酸較貴，酸性含重金屬廢水較多，難于處理。
[0008]由于上述各方法的缺點，迫切需要一種操作簡便、工藝條件溫和、成本較低、廢水排放較少的制備蒽醌-2-羧酸的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的在于提供一種操作方便、成本較低、廢水排放較少的由2-乙基蒽醌催化氧化合成蒽醌-2-羧酸的方法，易于工業(yè)化。
[0010]本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下:
[0011 ] 一種光催化氧化2-乙基蒽醌合成蒽醌-2-羧酸的方法:將2-乙基蒽醌在溶劑中溶解，加入光催化劑，雙氧水，再進(jìn)行光照催化氧化反應(yīng)，2-乙基蒽醌被光催化氧化；反應(yīng)結(jié)束，過濾掉催化劑，將濾液減壓蒸餾除去溶劑，再冷卻結(jié)晶，制得蒽醌-2-羧酸。
[0012]所述溶劑是乙腈、N，N-二甲基甲酰胺，溶劑與2-乙基蒽醌的重量比例是(5-10):1 ；
[0013]所述光催化劑是二氧化鈦、氧化鋅，其顆粒大小在20-100nm，光催化劑與2-乙基蒽醌的重量比例是(0.05-0.1):1 ；
[0014]雙氧水與2-乙基蒽醌的重量比例是(0.1-0.4):1 ;
[0015]光照時間5-12小時；
[0016]光催化反應(yīng)溫度25-35 °C。
[0017]本發(fā)明操作方便、工藝條件溫和、成本低、污染小。制備的蒽醌-2-羧酸可作為新材料在顏料、紡織、電子、造紙等行業(yè)中大量應(yīng)用。
【具體實施方式】
[0018]實施例1:
[0019]溶劑乙腈與2-乙基蒽醌的重量比例是7:1 ;
[0020]催化劑是二氧化鈦，平均粒徑30nm，與2_乙基蒽醌的重量比例是0.08:1 ;
[0021]雙氧水與2-乙基蒽醌的重量比例是0.3:1 ;
[0022]光照時間8小時；
[0023]光催化反應(yīng)溫度30 °C ;
[0024]將2-乙基蒽醌5g溶解在35g乙腈溶劑中，加入光催化劑二氧化鈦0.4g (平均粒徑30nm)，雙氧水1.5g，攪拌，再進(jìn)行光照催化氧化反應(yīng)8小時，光催化反應(yīng)溫度30°C，使2-乙基蒽醌被光催化氧化。反應(yīng)結(jié)束，過濾掉催化劑，將濾液減壓蒸餾除去溶劑，再冷卻結(jié)晶，制得蒽醌-2-羧酸，收率94.2 %。
[0025]實施例2:
[0026]溶劑N，N- 二甲基甲酰胺與2-乙基蒽醌的重量比例是10:1 ;
[0027]催化劑是氧化鋅，平均粒徑50nm，與2_乙基蒽醌的重量比例是0.08:1 ;
[0028]雙氧水與2-乙基蒽醌的重量比例是0.4:1 ;
[0029]光照時間10小時；
[0030]光催化反應(yīng)溫度35 °C ;
[0031]將2-乙基蒽醌5g溶解在50g N，N- 二甲基甲酰胺溶劑中，加入光催化劑氧化鋅
0.4g (平均粒徑50nm)，雙氧水2.0g,攪拌，再進(jìn)行光照催化氧化反應(yīng)10小時，光催化反應(yīng)溫度35°C，使2-乙基蒽醌被光催化氧化。反應(yīng)結(jié)束，過濾掉催化劑，將濾液減壓蒸餾除去溶劑，再冷卻結(jié)晶，制得蒽醌-2-羧酸，收率95.2%。
[0032]實施例3:
[0033]溶劑乙腈與2-乙基蒽醌的重量比例是5:1 ;
[0034]催化劑是二氧化鈦，平均粒徑20nm，與2_乙基蒽醌的重量比例是0.05:1 ;
[0035]雙氧水與2-乙基蒽醌的重量比例是0.1:1 ;
[0036]光照時間5小時；
[0037]光催化反應(yīng)溫度25 °C ;
[0038]將2-乙基蒽醌5g溶解在25g乙腈溶劑中，加入光催化劑二氧化鈦0.25g (平均粒徑20nm)，雙氧水0.5g，攪拌，再進(jìn)行光照催化氧化反應(yīng)5小時，光催化反應(yīng)溫度25°C，使2-乙基蒽醌被光催化氧化。反應(yīng)結(jié)束，過濾掉催化劑，將濾液減壓蒸餾除去溶劑，再冷卻結(jié)晶，制得蒽醌-2-羧酸，收率95.3%。
[0039]實施例4:
[0040]溶劑乙腈與2-乙基蒽醌的重量比例是10:1 ;
[0041]催化劑是氧化鋅，平均粒徑lOOnm，與2_乙基蒽醌的重量比例是0.1:1 ;
[0042]雙氧水與2-乙基蒽醌的重量比例是0.4:1 ;
[0043]光照時間12小時；
[0044]光催化反應(yīng)溫度30 °C ;
[0045]將2-乙基蒽醌5g溶解在50g乙腈溶劑中，加入光催化劑氧化鋅0.5g (平均粒徑10nm)，雙氧水2g，攪拌，再進(jìn)行光照催化氧化反應(yīng)12小時，光催化反應(yīng)溫度30°C，使2-乙基蒽醌被光催化氧化。反應(yīng)結(jié)束，過濾掉催化劑，將濾液減壓蒸餾除去溶劑，再冷卻結(jié)晶，制得蒽醌-2-羧酸，收率94.6 %。
[0046]實施例5:
[0047]溶劑N，N- 二甲基甲酰胺與2-乙基蒽醌的重量比例是8:1 ;
[0048]催化劑是二氧化鈦，平均粒徑50nm，與2_乙基蒽醌的重量比例是0.08:1 ;
[0049]雙氧水與2-乙基蒽醌的重量比例是0.4:1 ;
[0050]光照時間12小時；
[0051]光催化反應(yīng)溫度28 °C;
[0052]將2-乙基蒽醌5g溶解在50g N，N- 二甲基甲酰胺溶劑中，加入光催化劑氧化鋅
0.4g (平均粒徑50nm)，雙氧水2.0g,攪拌，再進(jìn)行光照催化氧化反應(yīng)10小時，光催化反應(yīng)溫度28°C，使2-乙基蒽醌被光催化氧化。反應(yīng)結(jié)束，過濾掉催化劑，將濾液減壓蒸餾除去溶劑，再冷卻結(jié)晶，制得蒽醌-2-羧酸，收率94.8%
[0053]本發(fā)明公開和提出的光催化氧化2-乙基蒽醌制備蒽醌-2-羧酸的方法，本領(lǐng)域技術(shù)人員可通過借鑒本文內(nèi)容，適當(dāng)改變條件路線等環(huán)節(jié)實現(xiàn)，盡管本發(fā)明的方法和制備技術(shù)已通過較佳實施例子進(jìn)行了描述，相關(guān)技術(shù)人員明顯能在不脫離本
【發(fā)明內(nèi)容】
、精神和范圍內(nèi)對本文所述的方法和技術(shù)路線進(jìn)行改動或重新組合，來實現(xiàn)最終的制備技術(shù)。特別需要指出的是，所有相類似的替換和改動對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是顯而易見的，他們都被視為包括在本發(fā)明精神、范圍和內(nèi)容中。
【主權(quán)項】
1.一種光催化氧化2-乙基蒽醌合成蒽醌-2-羧酸的方法，其特征是:將2-乙基蒽醌在溶劑中溶解，加入光催化劑，雙氧水，再進(jìn)行光照催化氧化反應(yīng)，2-乙基蒽醌被光催化氧化；反應(yīng)結(jié)束，過濾掉催化劑，將濾液減壓蒸餾除去溶劑，再冷卻結(jié)晶，制得蒽醌-2-羧酸。2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征是所述溶劑是乙腈或N，N-二甲基甲酰胺。3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征是所述溶劑與2-乙基蒽醌的重量比例是(5-10)4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征是所述光催化劑是二氧化鈦或氧化鋅；其顆粒大小在 20-100nm。5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征是所述光催化劑與2-乙基蒽醌的重量比例是(0.05-0.1):1。6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征是所述雙氧水與2-乙基蒽醌的重量比例是(0.1-0.4):1。7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征是所述光照時間5-12小時。8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征是所述光催化反應(yīng)溫度25-35°C。
【專利摘要】本發(fā)明屬于一種光催化氧化2-乙基蒽醌制備蒽醌-2-羧酸的方法。將2-乙基蒽醌在溶劑中溶解，加入光催化劑，雙氧水，再進(jìn)行光照催化氧化反應(yīng)，2-乙基蒽醌被光催化氧化；反應(yīng)結(jié)束，過濾掉催化劑，將濾液減壓蒸餾除去溶劑，再冷卻結(jié)晶，制得蒽醌-2-羧酸。光催化劑是二氧化鈦或氧化鋅；溶劑是乙腈或N，N-二甲基甲酰胺；本發(fā)明操作方便、成本較低、廢水排放較少的由2-乙基蒽醌催化氧化合成蒽醌-2-羧酸的方法，易于工業(yè)化。
【IPC分類】C07C66/02, C07C51/285
【公開號】CN105152924
【申請?zhí)枴緾N201510579309
【發(fā)明人】張?zhí)煊? 李彬
【申請人】天津大學(xué)
【公開日】2015年12月16日
【申請日】2015年9月11日