專利名稱：一種環(huán)境友好的制備1,4-二氨基-2,3-二氰基蒽醌的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于化工領(lǐng)域，具體地，涉及一種一種環(huán)境友好的制備1,4-二氨基-2，3- 二氰基蒽醌的新方法。
背景技術(shù)：
I, 4- 二氨基-2，3- 二氰基蒽醌是一個(gè)重要的染料中間體，是合成許多性能優(yōu)良的染料和顏料的中間體，目前主要用于分散藍(lán)60的生產(chǎn)。傳統(tǒng)的合成方法是以1，4-二氨基蒽醌隱色體為原料，經(jīng)過氯代制得1，4- 二氨基-2，3- 二氯蒽醌，然后再進(jìn)行磺化得到1，4- 二氨基-2，3-二磺酸基蒽醌，最后用氰化鈉取代，得到1，4-二氨基-2，3-二氰基蒽醌。但該方法必須經(jīng)歷兩步進(jìn)行，工藝流程長(zhǎng)，總收率低，并且產(chǎn)品的質(zhì)量差，并且母液沒有實(shí)現(xiàn)直接套用，導(dǎo)致產(chǎn)生大量的廢水，污水處理難度比較大。
US 4279825公開了一種以1，4-二氨基-2，3-二氯蒽醌為原料，在硝基苯為反應(yīng)介質(zhì)，與硼酸反應(yīng)，制得硼酸酯，然后蒸出硝基苯，在與亞硫酸鈉的水溶液反應(yīng)制得1，4_ 二氨基-2，3-二磺酸基蒽醌，但該方法回收溶劑硝基苯比較困難，硝基苯具有沸點(diǎn)高，蒸餾困難，并且蒸餾比較耗能，而且在反應(yīng)時(shí)加入的硼酸也會(huì)隨硝基苯一起蒸出，這會(huì)導(dǎo)致回收的硝基苯不純，并且還會(huì)導(dǎo)致設(shè)備腐蝕等故障，總體看該專利方法的生產(chǎn)成本較高，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)不明顯。CN 200610156081公開了一種以鄰二氯苯為溶劑，在負(fù)壓下升溫脫出體系中的微量的水分，再用氯磺酸將1，4- 二氨基蒽醌隱色體氧化和磺化，所得物料經(jīng)中和、蒸餾鄰二氯苯、過濾除雜、酸化處理后，析出的物料抽干洗凈，得到的濕品濾餅1，4-二氨基蒽醌-2-磺酸，在氧化劑和束堿劑存在下，以二甲基甲酰胺與水的混合物為溶劑，用氰化鈉氰化，制得1，4-二氨基-2，3-氰基蒽醌。雖然該方法只需兩步合成就得到純度比較高的1，4- 二氨基-2，3-氰基蒽醌。但是該專利方法有其自身的缺陷，該方法的生產(chǎn)成本過高，其原因是該專利(CN200610156081)方法沒有研究溶劑二甲基甲酰胺(DMF)回收重復(fù)使用，只是簡(jiǎn)單的提了二甲基甲酰胺的經(jīng)蒸餾再循環(huán)使用。二甲基甲酰胺是比較昂貴的有機(jī)溶劑，在專利CN 200610156081中報(bào)道生產(chǎn)一噸1，4- 二氨基-2，3-氰基蒽醌需要消耗二甲基甲酰胺的量為2. 65噸，如果二甲基甲酰胺不回收循環(huán)使用，必然導(dǎo)致1，4- 二氨基-2，3-氰基蒽醌生產(chǎn)成本大大的提高，并且隨著廢水的排放，必然給廢水處理帶來困難，導(dǎo)致環(huán)境污染；如果用蒸餾的辦法回收每次母液里的二甲基甲酰胺，由于二甲基甲酰胺屬于高沸點(diǎn)溶劑，并且能夠與水互溶，通過蒸餾回收二甲基甲酰胺是比較困難的，這必然導(dǎo)致耗能，操作繁瑣，回收的成本比較高，還有二甲基甲酰胺能夠與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確定性，這樣能源的消耗的費(fèi)用必然提高，從而增加了生產(chǎn)1，4-二氨基-2，3-氰基蒽醌的成本。其次就是專利CN 200610156081所述的方法氰化鈉是過量的，該方法沒有真正的實(shí)現(xiàn)氰化鈉的循環(huán)使用。氰化鈉的過量使用，如果沒有達(dá)到循環(huán)套用，污水中必然含有大量的氰化鈉，污染環(huán)境。因此，該方法并沒有真正的降低1，4-二氨基-2，3-氰基蒽醌生產(chǎn)成本。對(duì)于這種傳統(tǒng)的精餾后再套用的方法，存在以下缺陷1、操作繁瑣、耗能、回收的成本較高，產(chǎn)品的生產(chǎn)成本高；2、回收的二甲基甲酰胺的含水量還是比較高；3、過量的氰化鈉處理比較困難，并且浪費(fèi)資源；4、部分溶解在溶液中的產(chǎn)品無法得到回收；5、總體溶劑的使用量比較大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種工藝流程短、母液能夠通過簡(jiǎn)單循環(huán)多次套用、產(chǎn)品質(zhì)量好、收率高、操作簡(jiǎn)單、生產(chǎn)成本能夠大幅度降低的環(huán)境友好的制備1，4_ 二氨基-2，3- 二氰基蒽醌的新方法。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種環(huán)境友好的制備1，4- 二氨基-2，3- 二氰基蒽醌的新方法，以1，4- 二氨基-2-磺酸基蒽醌為原料，以二甲基甲酰胺和水混合為溶劑，硝基苯為氧化劑，乙酸為束堿劑，在反應(yīng)裝置內(nèi)用氰化鈉氰化，經(jīng)過濾、洗凈、烘干，得到1，4-二氨基-2，3-二氰基蒽醌。本發(fā)明的新方法為一步法，通過氫化反應(yīng)這一道工序就可以反應(yīng)生成1，4-二氨基-2，3-二氰基蒽醌，簡(jiǎn)化了工藝流程并且大大縮短了生產(chǎn)周期，采用這種簡(jiǎn)化的生產(chǎn)工藝，制備1，4- 二氨基-2，3- 二氰基蒽醌時(shí)產(chǎn)品的收率在90%以上，所制備的1，4- 二氨基-2，3- 二氰基蒽醌的含量在95%以上。在用氰化鈉氰化時(shí)，所用混合溶劑中，二甲基甲酰胺占的溶劑質(zhì)量為40-80%，氰化鈉與干燥的1，4- 二氨基-2-磺酸基蒽醌的摩爾比是2. 5-4 1 ;硝基苯的用量與1，4- 二氨基-2-磺酸基蒽醌的摩爾比是O. 7486-1. 4996 1 ;乙酸用量與1，4-二氨基-2-磺酸基蒽醌的摩爾比是O. 7306-0. 7714 1 ;氰化溫度為70_75°C ;氰化溫度為70_75°C。進(jìn)一步地，本發(fā)明優(yōu)化了氰化反應(yīng)時(shí)各反應(yīng)物、溶劑、氧化劑、束堿劑之間的配比，采用本發(fā)明的配比，可以使得反應(yīng)后的母液不需要經(jīng)過蒸餾而直接循環(huán)套用，并且最高循環(huán)套用的次數(shù)可以達(dá)到8次。在第8次的循環(huán)套用中，利用母液制備的1，4-二氨基-2，3-二氰基蒽醌的含量仍然能夠達(dá)到95%，產(chǎn)品的收率在90%以上。所述過濾的母液不經(jīng)過蒸餾，直接通過回流管路引至反應(yīng)裝置循環(huán)套用，用作第2次氰化的反應(yīng)溶劑。所述第2次氰化反應(yīng)后過濾的母液不經(jīng)過蒸餾，直接通過回流管路引至反應(yīng)裝置循環(huán)套用，用作第3次的反應(yīng)溶劑，反應(yīng)后的母液繼續(xù)循環(huán)套用，直至第7次循環(huán)套用，用作第8次氰化的反應(yīng)溶劑。所述第2次氰化反應(yīng)后過濾的母液不經(jīng)過蒸餾，直接通過回流管路引至反應(yīng)裝置 循環(huán)套用，用作第3次的反應(yīng)溶劑，反應(yīng)后的母液繼續(xù)循環(huán)套用，直至第8次循環(huán)套用，用作第9次氰化的反應(yīng)溶劑。所述方法制備得到1，4- 二氨基-2，3- 二氰基蒽醌的純度為95-99. 9%。所述母液在循環(huán)套用時(shí)加入無水固體粉末的氰化鈉，保持氰化鈉與干燥的I, 4- 二氨基-2-橫酸基蒽醌的摩爾比為2. 0-2. 5:1。本發(fā)明的一種新型的環(huán)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-磺酸基蒽醌為原料，以二甲基甲酰胺為溶劑，硝基苯為氧化劑，乙酸為束堿齊IJ，用氰化鈉氰化，經(jīng)過濾或抽濾、洗凈、烘干，得到1，4- 二氨基-2，3- 二氰基蒽醌。過濾后的反應(yīng)母液可以進(jìn)行直接套用，套用的次數(shù)為1，4- 二氨基-2，3- 二氰基蒽醌的含量降低至商品要求時(shí)的次數(shù)。停止套用后的母液可以通過蒸餾的方法回收二甲基甲酰胺。
在上述新方法中涉及的主要化學(xué)反應(yīng)是
權(quán)利要求
1.一種環(huán)境友好的制備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-磺酸基蒽醌為原料，以二甲基甲酰胺和水混合為溶劑，硝基苯為氧化劑，乙酸為束堿劑，在反應(yīng)裝置內(nèi)用氰化鈉氰化，經(jīng)過濾、洗凈、烘干，得到1，4-二氨基-2，3-二氰基恩醒。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種環(huán)境友好的制備1，4-二氨基-2，3- 二氰基蒽醌的新方法，其特征在于，在用氰化鈉氰化時(shí)，所用混合溶劑中，二甲基甲酰胺占的溶劑質(zhì)量為 40-80%，氰化鈉與干燥的1,4-二氨基-2-磺酸基蒽醌的摩爾比是2. 5-4:1 ;硝基苯的用量與1,4-二氨基-2-磺酸基蒽醌的摩爾比是O. 7486-1. 4996 1 ;乙酸用量與1，4-二氨基-2-磺酸基蒽醌的摩爾比是O. 7306-0. 7714 1 ;氰化溫度為70_75°C。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種環(huán)境友好的制備1，4-二氨基-2，3- 二氰基蒽醌的新方法，其特征在于，所述過濾的母液不經(jīng)過蒸餾，直接通過回流管路引至反應(yīng)裝置循環(huán)套用， 用作第2次氰化的反應(yīng)溶劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種環(huán)境友好的制備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次氰化反應(yīng)后過濾的母液不經(jīng)過蒸餾，直接通過回流管路引至反應(yīng)裝置循環(huán)套用，用作第3次的反應(yīng)溶劑，反應(yīng)后的母液繼續(xù)循環(huán)套用，直至第5次循環(huán)套用，用作第6次氰化的反應(yīng)溶劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種環(huán)境友好的制備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次氰化反應(yīng)后過濾的母液不經(jīng)過蒸餾，直接通過回流管路引至反應(yīng)裝置循環(huán)套用，用作第3次的反應(yīng)溶劑，反應(yīng)后的母液繼續(xù)循環(huán)套用，直至第7次循環(huán)套用，用作第8次氰化的反應(yīng)溶劑。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的一種環(huán)境友好的制備1，4-二氨基-2，3- 二氰基蒽醌的新方法，其特征在于，所述方法制備得到1，4- 二氨基-2，3- 二氰基蒽醌的純度為 95-99. 9%ο
7.根據(jù)權(quán)利要求3至5任一項(xiàng)所述的一種環(huán)境友好的制備1，4-二氨基-2，3- 二氰基蒽醌的新方法，其特征在于，所述母液在循環(huán)套用時(shí)加入無水固體粉末的氰化鈉，保持氰化鈉與干燥的1，4- 二氨基-2-磺酸基蒽醌的摩爾比為2. O. -2. 5 :1 ;硝基苯的用量與1，4- 二氨基-2-磺酸基蒽醌的摩爾比是O. 7486-1. 4996 1 ;乙酸用量與1，4-二氨基-2-磺酸基蒽醌的摩爾比是O. 7306-0. 7714 :1。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種環(huán)境友好的制備1,4-二氨基-2,3-二氰基蒽醌的新方法。該方法以1,4-二氨基-2-磺酸基蒽醌為原料，以二甲基甲酰胺和水混合為溶劑，硝基苯為氧化劑，乙酸為束堿劑，在反應(yīng)裝置內(nèi)用氰化鈉氰化，經(jīng)過濾、洗凈、烘干，得到1,4-二氨基-2,3-二氰基蒽醌。本發(fā)明的制備方法與傳統(tǒng)的工藝相比，只有氰化一道生產(chǎn)工序，工藝流程短，操作更簡(jiǎn)單，大大縮短了生產(chǎn)周期，并且母液可以直接套用，減少了蒸餾的麻煩，減少能耗，二甲基甲酰胺能夠直接循環(huán)使用，過量的氰化鈉也能夠直接循環(huán)使用，減少了劇毒氰化鈉的使用量，降低單次處理的風(fēng)險(xiǎn)，真正的實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)成本的大幅度降低；隨母液套用的次數(shù)增加，1,4-二氨基-2,3-氰基蒽醌的產(chǎn)出最高可以達(dá)到120%，遠(yuǎn)高出理論產(chǎn)率的原因是由于母液套用時(shí)產(chǎn)品殘留累積的結(jié)果。
文檔編號(hào)C07C253/00GK102993049SQ201210327120
公開日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2012年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月7日
發(fā)明者詹勇, 王林琦, 喻澄, 陳志宏, 蔣永強(qiáng) 申請(qǐng)人:四川省賽南德科技有限公司