光催化氧化2-乙基蒽醌制备蒽醌-2-羧酸的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于一种合成蒽醌-2-羧酸的方法，特别是用光催化氧化2-乙基蒽醌制备蒽醌-2-羧酸的方法。
【背景技术】
[0002]蒽醌-2-羧酸在颜料、纺织、电子、造纸、医药等行业中有广泛应用。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个大气压下将2-乙基蒽醌氧化，氧化时间I小时，蒽醌-2-羧酸收率93%。该工艺温度高，需要高压釜，腐蚀严重，酸性废水、氧化氮废气较多。
[0004](2)用二氯(三苯基磷)钯络合物、三苯基磷作为催化剂，使2-氯蒽醌与CO加压反应，25个大气压，温度170°C，得到蒽醌-2-羧酸收率92 %。该方法压力高，催化剂较贵，CO易中毒。
[0005](3)将2-甲基蒽醌在乙酸介质中，用CrO3氧化。此方法2_甲基蒽醌较贵，重金属铬盐废水污染严重，较难处理。
[0006](4)在乙酸介质中，用空气氧化2-甲基蒽醌，温度200°C，26个大气压，Co (OAc)2,Mn(0Ac)2、NaBr为催化剂，得到蒽醌-2-羧酸。乙酸溶剂酸性较强，对设备腐蚀严重。2-甲基蒽醌较贵，高温、高压，设备价格高。
[0007](5) 2-甲基蒽醌用Cr03、H3PO4氧化，收率95%。2-甲基蒽醌、磷酸较贵，酸性含重金属废水较多，难于处理。
[0008]由于上述各方法的缺点，迫切需要一种操作简便、工艺条件温和、成本较低、废水排放较少的制备蒽醌-2-羧酸的方法。
【发明内容】
[0009]本发明的目的在于提供一种操作方便、成本较低、废水排放较少的由2-乙基蒽醌催化氧化合成蒽醌-2-羧酸的方法，易于工业化。
[0010]本发明的技术解决方案如下:
[0011 ] 一种光催化氧化2-乙基蒽醌合成蒽醌-2-羧酸的方法:将2-乙基蒽醌在溶剂中溶解，加入光催化剂，双氧水，再进行光照催化氧化反应，2-乙基蒽醌被光催化氧化；反应结束，过滤掉催化剂，将滤液减压蒸馏除去溶剂，再冷却结晶，制得蒽醌-2-羧酸。
[0012]所述溶剂是乙腈、N，N-二甲基甲酰胺，溶剂与2-乙基蒽醌的重量比例是(5-10):1 ；
[0013]所述光催化剂是二氧化钛、氧化锌，其颗粒大小在20-100nm，光催化剂与2-乙基蒽醌的重量比例是(0.05-0.1):1 ；
[0014]双氧水与2-乙基蒽醌的重量比例是(0.1-0.4):1 ;
[0015]光照时间5-12小时；
[0016]光催化反应温度25-35 °C。
[0017]本发明操作方便、工艺条件温和、成本低、污染小。制备的蒽醌-2-羧酸可作为新材料在颜料、纺织、电子、造纸等行业中大量应用。
【具体实施方式】
[0018]实施例1:
[0019]溶剂乙腈与2-乙基蒽醌的重量比例是7:1 ;
[0020]催化剂是二氧化钛，平均粒径30nm，与2_乙基蒽醌的重量比例是0.08:1 ;
[0021]双氧水与2-乙基蒽醌的重量比例是0.3:1 ;
[0022]光照时间8小时；
[0023]光催化反应温度30 °C ;
[0024]将2-乙基蒽醌5g溶解在35g乙腈溶剂中，加入光催化剂二氧化钛0.4g (平均粒径30nm)，双氧水1.5g，搅拌，再进行光照催化氧化反应8小时，光催化反应温度30°C，使2-乙基蒽醌被光催化氧化。反应结束，过滤掉催化剂，将滤液减压蒸馏除去溶剂，再冷却结晶，制得蒽醌-2-羧酸，收率94.2 %。
[0025]实施例2:
[0026]溶剂N，N- 二甲基甲酰胺与2-乙基蒽醌的重量比例是10:1 ;
[0027]催化剂是氧化锌，平均粒径50nm，与2_乙基蒽醌的重量比例是0.08:1 ;
[0028]双氧水与2-乙基蒽醌的重量比例是0.4:1 ;
[0029]光照时间10小时；
[0030]光催化反应温度35 °C ;
[0031]将2-乙基蒽醌5g溶解在50g N，N- 二甲基甲酰胺溶剂中，加入光催化剂氧化锌
0.4g (平均粒径50nm)，双氧水2.0g,搅拌，再进行光照催化氧化反应10小时，光催化反应温度35°C，使2-乙基蒽醌被光催化氧化。反应结束，过滤掉催化剂，将滤液减压蒸馏除去溶剂，再冷却结晶，制得蒽醌-2-羧酸，收率95.2%。
[0032]实施例3:
[0033]溶剂乙腈与2-乙基蒽醌的重量比例是5:1 ;
[0034]催化剂是二氧化钛，平均粒径20nm，与2_乙基蒽醌的重量比例是0.05:1 ;
[0035]双氧水与2-乙基蒽醌的重量比例是0.1:1 ;
[0036]光照时间5小时；
[0037]光催化反应温度25 °C ;
[0038]将2-乙基蒽醌5g溶解在25g乙腈溶剂中，加入光催化剂二氧化钛0.25g (平均粒径20nm)，双氧水0.5g，搅拌，再进行光照催化氧化反应5小时，光催化反应温度25°C，使2-乙基蒽醌被光催化氧化。反应结束，过滤掉催化剂，将滤液减压蒸馏除去溶剂，再冷却结晶，制得蒽醌-2-羧酸，收率95.3%。
[0039]实施例4:
[0040]溶剂乙腈与2-乙基蒽醌的重量比例是10:1 ;
[0041]催化剂是氧化锌，平均粒径lOOnm，与2_乙基蒽醌的重量比例是0.1:1 ;
[0042]双氧水与2-乙基蒽醌的重量比例是0.4:1 ;
[0043]光照时间12小时；
[0044]光催化反应温度30 °C ;
[0045]将2-乙基蒽醌5g溶解在50g乙腈溶剂中，加入光催化剂氧化锌0.5g (平均粒径10nm)，双氧水2g，搅拌，再进行光照催化氧化反应12小时，光催化反应温度30°C，使2-乙基蒽醌被光催化氧化。反应结束，过滤掉催化剂，将滤液减压蒸馏除去溶剂，再冷却结晶，制得蒽醌-2-羧酸，收率94.6 %。
[0046]实施例5:
[0047]溶剂N，N- 二甲基甲酰胺与2-乙基蒽醌的重量比例是8:1 ;
[0048]催化剂是二氧化钛，平均粒径50nm，与2_乙基蒽醌的重量比例是0.08:1 ;
[0049]双氧水与2-乙基蒽醌的重量比例是0.4:1 ;
[0050]光照时间12小时；
[0051]光催化反应温度28 °C;
[0052]将2-乙基蒽醌5g溶解在50g N，N- 二甲基甲酰胺溶剂中，加入光催化剂氧化锌
0.4g (平均粒径50nm)，双氧水2.0g,搅拌，再进行光照催化氧化反应10小时，光催化反应温度28°C，使2-乙基蒽醌被光催化氧化。反应结束，过滤掉催化剂，将滤液减压蒸馏除去溶剂，再冷却结晶，制得蒽醌-2-羧酸，收率94.8%
[0053]本发明公开和提出的光催化氧化2-乙基蒽醌制备蒽醌-2-羧酸的方法，本领域技术人员可通过借鉴本文内容，适当改变条件路线等环节实现，尽管本发明的方法和制备技术已通过较佳实施例子进行了描述，相关技术人员明显能在不脱离本
【发明内容】
、精神和范围内对本文所述的方法和技术路线进行改动或重新组合，来实现最终的制备技术。特别需要指出的是，所有相类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，他们都被视为包括在本发明精神、范围和内容中。
【主权项】
1.一种光催化氧化2-乙基蒽醌合成蒽醌-2-羧酸的方法，其特征是:将2-乙基蒽醌在溶剂中溶解，加入光催化剂，双氧水，再进行光照催化氧化反应，2-乙基蒽醌被光催化氧化；反应结束，过滤掉催化剂，将滤液减压蒸馏除去溶剂，再冷却结晶，制得蒽醌-2-羧酸。2.如权利要求1所述的方法，其特征是所述溶剂是乙腈或N，N-二甲基甲酰胺。3.如权利要求1所述的方法，其特征是所述溶剂与2-乙基蒽醌的重量比例是(5-10)4.如权利要求1所述的方法，其特征是所述光催化剂是二氧化钛或氧化锌；其颗粒大小在 20-100nm。5.如权利要求1所述的方法，其特征是所述光催化剂与2-乙基蒽醌的重量比例是(0.05-0.1):1。6.如权利要求1所述的方法，其特征是所述双氧水与2-乙基蒽醌的重量比例是(0.1-0.4):1。7.如权利要求1所述的方法，其特征是所述光照时间5-12小时。8.如权利要求1所述的方法，其特征是所述光催化反应温度25-35°C。
【专利摘要】本发明属于一种光催化氧化2-乙基蒽醌制备蒽醌-2-羧酸的方法。将2-乙基蒽醌在溶剂中溶解，加入光催化剂，双氧水，再进行光照催化氧化反应，2-乙基蒽醌被光催化氧化；反应结束，过滤掉催化剂，将滤液减压蒸馏除去溶剂，再冷却结晶，制得蒽醌-2-羧酸。光催化剂是二氧化钛或氧化锌；溶剂是乙腈或N，N-二甲基甲酰胺；本发明操作方便、成本较低、废水排放较少的由2-乙基蒽醌催化氧化合成蒽醌-2-羧酸的方法，易于工业化。
【IPC分类】C07C66/02, C07C51/285
【公开号】CN105152924
【申请号】CN201510579309
【发明人】张天永, 李彬
【申请人】天津大学
【公开日】2015年12月16日
【申请日】2015年9月11日