专利名称：一种环境友好的制备1,4-二氨基-2,3-二氰基蒽醌的方法
技术领域：
本发明属于化工领域，具体地，涉及一种一种环境友好的制备1,4-二氨基-2，3- 二氰基蒽醌的新方法。
背景技术：
I, 4- 二氨基-2，3- 二氰基蒽醌是一个重要的染料中间体，是合成许多性能优良的染料和颜料的中间体，目前主要用于分散蓝60的生产。传统的合成方法是以1，4-二氨基蒽醌隐色体为原料，经过氯代制得1，4- 二氨基-2，3- 二氯蒽醌，然后再进行磺化得到1，4- 二氨基-2，3-二磺酸基蒽醌，最后用氰化钠取代，得到1，4-二氨基-2，3-二氰基蒽醌。但该方法必须经历两步进行，工艺流程长，总收率低，并且产品的质量差，并且母液没有实现直接套用，导致产生大量的废水，污水处理难度比较大。
US 4279825公开了一种以1，4-二氨基-2，3-二氯蒽醌为原料，在硝基苯为反应介质，与硼酸反应，制得硼酸酯，然后蒸出硝基苯，在与亚硫酸钠的水溶液反应制得1，4_ 二氨基-2，3-二磺酸基蒽醌，但该方法回收溶剂硝基苯比较困难，硝基苯具有沸点高，蒸馏困难，并且蒸馏比较耗能，而且在反应时加入的硼酸也会随硝基苯一起蒸出，这会导致回收的硝基苯不纯，并且还会导致设备腐蚀等故障，总体看该专利方法的生产成本较高，市场竞争优势不明显。CN 200610156081公开了一种以邻二氯苯为溶剂，在负压下升温脱出体系中的微量的水分，再用氯磺酸将1，4- 二氨基蒽醌隐色体氧化和磺化，所得物料经中和、蒸馏邻二氯苯、过滤除杂、酸化处理后，析出的物料抽干洗净，得到的湿品滤饼1，4-二氨基蒽醌-2-磺酸，在氧化剂和束碱剂存在下，以二甲基甲酰胺与水的混合物为溶剂，用氰化钠氰化，制得1，4-二氨基-2，3-氰基蒽醌。虽然该方法只需两步合成就得到纯度比较高的1，4- 二氨基-2，3-氰基蒽醌。但是该专利方法有其自身的缺陷，该方法的生产成本过高，其原因是该专利(CN200610156081)方法没有研究溶剂二甲基甲酰胺(DMF)回收重复使用，只是简单的提了二甲基甲酰胺的经蒸馏再循环使用。二甲基甲酰胺是比较昂贵的有机溶剂，在专利CN 200610156081中报道生产一吨1，4- 二氨基-2，3-氰基蒽醌需要消耗二甲基甲酰胺的量为2. 65吨，如果二甲基甲酰胺不回收循环使用，必然导致1，4- 二氨基-2，3-氰基蒽醌生产成本大大的提高，并且随着废水的排放，必然给废水处理带来困难，导致环境污染；如果用蒸馏的办法回收每次母液里的二甲基甲酰胺，由于二甲基甲酰胺属于高沸点溶剂，并且能够与水互溶，通过蒸馏回收二甲基甲酰胺是比较困难的，这必然导致耗能，操作繁琐，回收的成本比较高，还有二甲基甲酰胺能够与水互溶并且形成共沸，因此回收的二甲基甲酰胺的水分含量具有不确定性，这样能源的消耗的费用必然提高，从而增加了生产1，4-二氨基-2，3-氰基蒽醌的成本。其次就是专利CN 200610156081所述的方法氰化钠是过量的，该方法没有真正的实现氰化钠的循环使用。氰化钠的过量使用，如果没有达到循环套用，污水中必然含有大量的氰化钠，污染环境。因此，该方法并没有真正的降低1，4-二氨基-2，3-氰基蒽醌生产成本。对于这种传统的精馏后再套用的方法，存在以下缺陷1、操作繁琐、耗能、回收的成本较高，产品的生产成本高；2、回收的二甲基甲酰胺的含水量还是比较高；3、过量的氰化钠处理比较困难，并且浪费资源；4、部分溶解在溶液中的产品无法得到回收；5、总体溶剂的使用量比较大。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种工艺流程短、母液能够通过简单循环多次套用、产品质量好、收率高、操作简单、生产成本能够大幅度降低的环境友好的制备1，4_ 二氨基-2，3- 二氰基蒽醌的新方法。本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是一种环境友好的制备1，4- 二氨基-2，3- 二氰基蒽醌的新方法，以1，4- 二氨基-2-磺酸基蒽醌为原料，以二甲基甲酰胺和水混合为溶剂，硝基苯为氧化剂，乙酸为束碱剂，在反应装置内用氰化钠氰化，经过滤、洗净、烘干，得到1，4-二氨基-2，3-二氰基蒽醌。本发明的新方法为一步法，通过氢化反应这一道工序就可以反应生成1，4-二氨基-2，3-二氰基蒽醌，简化了工艺流程并且大大缩短了生产周期，采用这种简化的生产工艺，制备1，4- 二氨基-2，3- 二氰基蒽醌时产品的收率在90%以上，所制备的1，4- 二氨基-2，3- 二氰基蒽醌的含量在95%以上。在用氰化钠氰化时，所用混合溶剂中，二甲基甲酰胺占的溶剂质量为40-80%，氰化钠与干燥的1，4- 二氨基-2-磺酸基蒽醌的摩尔比是2. 5-4 1 ;硝基苯的用量与1，4- 二氨基-2-磺酸基蒽醌的摩尔比是O. 7486-1. 4996 1 ;乙酸用量与1，4-二氨基-2-磺酸基蒽醌的摩尔比是O. 7306-0. 7714 1 ;氰化温度为70_75°C ;氰化温度为70_75°C。进一步地，本发明优化了氰化反应时各反应物、溶剂、氧化剂、束碱剂之间的配比，采用本发明的配比，可以使得反应后的母液不需要经过蒸馏而直接循环套用，并且最高循环套用的次数可以达到8次。在第8次的循环套用中，利用母液制备的1，4-二氨基-2，3-二氰基蒽醌的含量仍然能够达到95%，产品的收率在90%以上。所述过滤的母液不经过蒸馏，直接通过回流管路引至反应装置循环套用，用作第2次氰化的反应溶剂。所述第2次氰化反应后过滤的母液不经过蒸馏，直接通过回流管路引至反应装置循环套用，用作第3次的反应溶剂，反应后的母液继续循环套用，直至第7次循环套用，用作第8次氰化的反应溶剂。所述第2次氰化反应后过滤的母液不经过蒸馏，直接通过回流管路引至反应装置 循环套用，用作第3次的反应溶剂，反应后的母液继续循环套用，直至第8次循环套用，用作第9次氰化的反应溶剂。所述方法制备得到1，4- 二氨基-2，3- 二氰基蒽醌的纯度为95-99. 9%。所述母液在循环套用时加入无水固体粉末的氰化钠，保持氰化钠与干燥的I, 4- 二氨基-2-横酸基蒽醌的摩尔比为2. 0-2. 5:1。本发明的一种新型的环境友好的1，4_ 二氨基-2，3-二氰基蒽醌的新方法是以1，4- 二氨基-2-磺酸基蒽醌为原料，以二甲基甲酰胺为溶剂，硝基苯为氧化剂，乙酸为束碱齐IJ，用氰化钠氰化，经过滤或抽滤、洗净、烘干，得到1，4- 二氨基-2，3- 二氰基蒽醌。过滤后的反应母液可以进行直接套用，套用的次数为1，4- 二氨基-2，3- 二氰基蒽醌的含量降低至商品要求时的次数。停止套用后的母液可以通过蒸馏的方法回收二甲基甲酰胺。
在上述新方法中涉及的主要化学反应是
权利要求
1.一种环境友好的制备1，4-二氨基-2，3-二氰基蒽醌的新方法，其特征在于，以 1，4- 二氨基-2-磺酸基蒽醌为原料，以二甲基甲酰胺和水混合为溶剂，硝基苯为氧化剂，乙酸为束碱剂，在反应装置内用氰化钠氰化，经过滤、洗净、烘干，得到1，4-二氨基-2，3-二氰基恩醒。
2.根据权利要求1所述的一种环境友好的制备1，4-二氨基-2，3- 二氰基蒽醌的新方法，其特征在于，在用氰化钠氰化时，所用混合溶剂中，二甲基甲酰胺占的溶剂质量为 40-80%，氰化钠与干燥的1,4-二氨基-2-磺酸基蒽醌的摩尔比是2. 5-4:1 ;硝基苯的用量与1,4-二氨基-2-磺酸基蒽醌的摩尔比是O. 7486-1. 4996 1 ;乙酸用量与1，4-二氨基-2-磺酸基蒽醌的摩尔比是O. 7306-0. 7714 1 ;氰化温度为70_75°C。
3.根据权利要求2所述的一种环境友好的制备1，4-二氨基-2，3- 二氰基蒽醌的新方法，其特征在于，所述过滤的母液不经过蒸馏，直接通过回流管路引至反应装置循环套用， 用作第2次氰化的反应溶剂。
4.根据权利要求3所述的一种环境友好的制备1，4-二氨基-2，3- 二氰基蒽醌的新方法，其特征在于，所述第2次氰化反应后过滤的母液不经过蒸馏，直接通过回流管路引至反应装置循环套用，用作第3次的反应溶剂，反应后的母液继续循环套用，直至第5次循环套用，用作第6次氰化的反应溶剂。
5.根据权利要求3所述的一种环境友好的制备1，4-二氨基-2，3- 二氰基蒽醌的新方法，其特征在于，所述第2次氰化反应后过滤的母液不经过蒸馏，直接通过回流管路引至反应装置循环套用，用作第3次的反应溶剂，反应后的母液继续循环套用，直至第7次循环套用，用作第8次氰化的反应溶剂。
6.根据权利要求1至5任一项所述的一种环境友好的制备1，4-二氨基-2，3- 二氰基蒽醌的新方法，其特征在于，所述方法制备得到1，4- 二氨基-2，3- 二氰基蒽醌的纯度为 95-99. 9%ο
7.根据权利要求3至5任一项所述的一种环境友好的制备1，4-二氨基-2，3- 二氰基蒽醌的新方法，其特征在于，所述母液在循环套用时加入无水固体粉末的氰化钠，保持氰化钠与干燥的1，4- 二氨基-2-磺酸基蒽醌的摩尔比为2. O. -2. 5 :1 ;硝基苯的用量与1，4- 二氨基-2-磺酸基蒽醌的摩尔比是O. 7486-1. 4996 1 ;乙酸用量与1，4-二氨基-2-磺酸基蒽醌的摩尔比是O. 7306-0. 7714 :1。
全文摘要
本发明涉及一种环境友好的制备1,4-二氨基-2,3-二氰基蒽醌的新方法。该方法以1,4-二氨基-2-磺酸基蒽醌为原料，以二甲基甲酰胺和水混合为溶剂，硝基苯为氧化剂，乙酸为束碱剂，在反应装置内用氰化钠氰化，经过滤、洗净、烘干，得到1,4-二氨基-2,3-二氰基蒽醌。本发明的制备方法与传统的工艺相比，只有氰化一道生产工序，工艺流程短，操作更简单，大大缩短了生产周期，并且母液可以直接套用，减少了蒸馏的麻烦，减少能耗，二甲基甲酰胺能够直接循环使用，过量的氰化钠也能够直接循环使用，减少了剧毒氰化钠的使用量，降低单次处理的风险，真正的实现了生产成本的大幅度降低；随母液套用的次数增加，1,4-二氨基-2,3-氰基蒽醌的产出最高可以达到120%，远高出理论产率的原因是由于母液套用时产品残留累积的结果。
文档编号C07C253/00GK102993049SQ201210327120
公开日2013年3月27日 申请日期2012年9月7日 优先权日2012年9月7日
发明者詹勇, 王林琦, 喻澄, 陈志宏, 蒋永强 申请人:四川省赛南德科技有限公司