1-氯蒽醌合成研究.pdf

1、1-氯蒽醌是制備蒽醌系列染料及其他化工產(chǎn)品的重要中間體。隨著1-氯蒽醌在染料、有機合成等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,1-氯蒽醌的需求量穩(wěn)定增長。1-氯蒽醌的合成有很多方法,傳統(tǒng)的制備方法是采用蒽醌硝化、磺化、氯代。該法工藝簡單且產(chǎn)品的收率高,但是在蒽醌與發(fā)煙硫酸作用時需要汞作為定位劑,后續(xù)脫汞的費用大,由汞引起的環(huán)境污染嚴重,其他合成方法也不甚理想。本文以3-氯代苯酐和苯為原料,在無水AlCl3的催化作用下,經(jīng)F-C酰基化反應(yīng)生成2-苯甲?；?3-

2、氯苯甲酸,所得的2-苯甲?；?3-氯苯甲酸進一步脫水閉環(huán)生成1-氯蒽醌。該生產(chǎn)工藝從根本上解決了汞污染的問題,改善了生產(chǎn)環(huán)境,符合未來發(fā)展的趨勢。因此,采用新工藝合成1-氯蒽醌具有現(xiàn)實意義,本文對該生產(chǎn)工藝進行研究。
　　 (1)采用差示掃描量熱法(DSC),紅外光譜分析(IR),質(zhì)譜(MS),核磁氫譜(HNMR)技術(shù),對重結(jié)晶后的產(chǎn)品進行表征。通過表征,確認兩步反應(yīng)產(chǎn)品分別為2-苯甲?；?3-氯苯甲酸和1-氯蒽醌,為后續(xù)反應(yīng)條

3、件的優(yōu)化奠定基礎(chǔ)。
　　 (2)對于2-苯甲酰基-3-氯苯甲酸的合成工藝優(yōu)化,考察了水解溶劑、投料順序、催化劑用量、反應(yīng)時間、反應(yīng)溫度、回流時間等條件對產(chǎn)品收率的影響。結(jié)果表明,在后處理過程中用冰水作為水解溶劑洗去鋁鹽,降低了成本和廢酸的排放;投料順序為先加催化劑無水AlCl3,后向體系中緩慢加入3-氯苯酐;催化劑無水AlCl3用量(物質(zhì)的量)為3-氯苯酐的3倍;控制3-氯苯酐加入時間為0.5小時,繼續(xù)反應(yīng)1.5小時為宜;反應(yīng)溫

4、度為45℃;回流時間對反應(yīng)的收率無明顯影響,但回流有利于溶劑的回收。在上述實驗條件下,2-苯甲?；?3-氯苯甲酸收率可達到95.2％,純度可達到95.0％。
　　 (3)對于1-氯蒽醌的合成工藝條件優(yōu)化,本文考察了環(huán)化試劑、酸用量、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時間等條件對反應(yīng)收率的影響。實驗表明反應(yīng)的較佳條件為,環(huán)化試劑為發(fā)煙硫酸;硫酸用量(質(zhì)量)為2-苯甲酰基-3-氯苯甲酸的3倍;反應(yīng)溫度為120℃;反應(yīng)時間為2小時。在上述條件下,1-氯蒽

5、醌收率可達到95.2％,純度可達到98.0％以上。
　　 (4)本文對1-氯蒽醌的微波合成進行初步研究?？疾炝宋⒉ê铣?-氯蒽醌的催化劑以及催化劑的質(zhì)量比、反應(yīng)時間、微波功率進行研究。結(jié)果表明,以AlCl3/H2SO4為該反應(yīng)的最優(yōu)催化劑,選擇AlCl3與H2SO4質(zhì)量比為0.11,反應(yīng)時間為12分鐘,微波功率為260瓦,在此條件下,微波一步法合成1-氯蒽醌具有一定的可行性,其產(chǎn)品中1-氯蒽醌的含量為40％左右。
　　

6、(5)目前尚未發(fā)現(xiàn)對2-苯甲?；?3-氯苯甲酸的物性數(shù)據(jù)報道,1-氯蒽醌溶解度數(shù)據(jù)甚少。本文考察了2-苯甲酰基-3-氯苯甲酸和1-氯蒽醌分別在乙酸乙酯、丙酮、二氧六環(huán)、甲苯溶劑中的溶解度,為工業(yè)生產(chǎn)提純提供理論依據(jù)。結(jié)果表明,在相同溫度下,2-苯甲酰基-3-氯苯甲酸在乙酸乙酯、丙酮、二氧六環(huán)、甲苯溶劑中的溶解度順序為:甲苯>二氧六環(huán)>乙酸乙酯>丙酮;1-氯蒽醌在乙酸乙酯、丙酮、二氧六環(huán)、甲苯溶劑中的溶解度順序為乙酸乙酯>甲苯>二氧六環(huán)>