9-芴酮的合成工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及9-芴酮的合成工藝，以工業(yè)芴為原料，以氫氧化鈉為催化劑，以二甲基亞砜為溶劑，物料進(jìn)入反應(yīng)釜內(nèi)加熱溶解，經(jīng)過(guò)反應(yīng)釜外循環(huán)，通過(guò)微泡發(fā)生器回到反應(yīng)釜內(nèi)反應(yīng)，反應(yīng)后的物料經(jīng)冷卻結(jié)晶、分離、洗滌、重結(jié)晶獲得芴酮；本發(fā)明溶劑選用非苯系、吡啶類溶劑，低毒環(huán)保；催化劑采用工業(yè)常用催化劑，廉價(jià)易得，優(yōu)化了生產(chǎn)工藝，大大降低了催化劑和溶劑的使用量，溶劑可以回收，實(shí)現(xiàn)重復(fù)使用；本發(fā)明反應(yīng)條件溫和、反應(yīng)設(shè)備簡(jiǎn)單、有效、反應(yīng)充分、速率快、芴酮產(chǎn)率高，純度均大于99％以上，且產(chǎn)率可以達(dá)到85％以上。
【專利說(shuō)明】
9-荷酮的合成工藝

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種芳香化合物的合成方法，具體涉及一種9-芴酮的合成方法。

【背景技術(shù)】
[0002]9-芴酮，別名次聯(lián)苯甲酮，分子式C13H80，呈黃色斜方結(jié)晶體，熔點(diǎn)84 °C，沸點(diǎn)341.5°C，是一種重要的精細(xì)化工原料，常作為合成的中間體材料，在醫(yī)藥、染料、農(nóng)業(yè)、化工、塑料工業(yè)和光導(dǎo)材料領(lǐng)域有及其重要的應(yīng)用。合成芴酮的原料工業(yè)芴也是煤焦油的重要組成之一，占煤焦油總量的1%?2%，而且芴自身價(jià)格低廉，隨著企業(yè)間市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的加劇，商家對(duì)芴純度的要求越來(lái)越高，從煤焦油中分離出來(lái)的粗芴已不能滿足要求，如果對(duì)其進(jìn)行深度提純，生產(chǎn)成本過(guò)高，會(huì)影響企業(yè)發(fā)展。因此，從這個(gè)角度考慮，以來(lái)自煤焦油的含量> 99.5%的芴為起始原料開(kāi)發(fā)的高附加值的芴的下游產(chǎn)品，勢(shì)在必行。近年來(lái)，隨著材料科學(xué)的發(fā)展，芴酮被廣泛應(yīng)用于有機(jī)高分子和光電材料的合成領(lǐng)域，最典型的例子是雙酚芴的制造。芴酮還可以被用于制造重要的光學(xué)材料硝基芴酮、醫(yī)藥中間體合成多種藥物。隨著芴酮應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大和研究的深入，國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)對(duì)我同的需求量逐年增加，因此對(duì)芴酮的生產(chǎn)技術(shù)的研究十分重要。
[0003]目前芴酮制備工藝主要有三種主要方法:氣相氧化法、液相氧化法和空氣液相氧化法。
[0004]空氣液相氧化法主要合成工藝有:
[0005]1、以氫氧化鉀為催化劑，在二甲基亞砜中加入芴，經(jīng)過(guò)空氣氧化后得到粗芴酮或使用四氫呋喃為溶劑，氫氧化鉀為催化劑方法生產(chǎn)芴酮；以上的這種方法使用的堿多為氫氧化鉀，其價(jià)格昂貴，而且四氫呋喃沸點(diǎn)低，回收率低，且水洗過(guò)程與水混溶，引入大量廢水，難以處理；
[0006]2、使用苯系溶劑溶解物，氫氧化鈉為催化劑，加入季銨鹽作為相轉(zhuǎn)移催化劑，在接近溶解沸點(diǎn)附近的較高溫度下鼓入空氣進(jìn)行氧化可以得到芴酮；該反應(yīng)缺點(diǎn)是在不加水的情況下，季銨鹽難發(fā)揮想轉(zhuǎn)移催化劑作用，甲苯毒性大、反應(yīng)溫度高，溶劑損失大；
[0007]3、采用吡啶為溶劑進(jìn)行溶解，反應(yīng)不需要加入相轉(zhuǎn)移催化劑，反應(yīng)溫度高于110°c，反應(yīng)時(shí)間而且吡啶有惡臭，對(duì)環(huán)境污染大；
[0008]現(xiàn)有的制取芴酮的設(shè)備投資大、占地大、反應(yīng)釜結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成品純度低。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種9-芴酮的合成工藝，利用的是微氣泡原理，具有生產(chǎn)流程和操作簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，有效節(jié)省人力、物力及動(dòng)力消耗。
[0010]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0011]9-芴酮的合成工藝，以工業(yè)芴為原料，以氫氧化鈉為催化劑，以二甲基亞砜為溶齊U，物料進(jìn)入反應(yīng)釜內(nèi)加熱溶解，經(jīng)過(guò)反應(yīng)釜外循環(huán)，通過(guò)微泡發(fā)生器回到反應(yīng)釜內(nèi)反應(yīng)，反應(yīng)后的物料經(jīng)冷卻結(jié)晶、分離、洗滌、重結(jié)晶獲得芴酮；具體步驟如下:
[0012]1)在反應(yīng)釜內(nèi)，將工業(yè)芴在40?80°C溫度下溶解于二甲基亞砜溶劑中，加入催化劑氫氧化鈉，常壓下在反應(yīng)釜內(nèi)進(jìn)行攪拌，至完全溶解；
[0013]2)與反應(yīng)釜相連的循環(huán)管路開(kāi)始通入氧氣進(jìn)行氧化，反應(yīng)釜底流出的物料與氧氣一起通過(guò)循環(huán)管路上的微泡發(fā)生器返回到反應(yīng)釜內(nèi)反應(yīng)；
[0014]3)反應(yīng)結(jié)束后，將物料冷卻結(jié)晶，通過(guò)離心機(jī)分離結(jié)晶體及母液；
[0015]4)將步驟3的結(jié)晶體進(jìn)行水洗之后得到粗芴酮；
[0016]5)將步驟3的母液通過(guò)蒸餾釜進(jìn)行減壓蒸餾處理，蒸餾釜頂為回收二甲基亞砜，釜底為粗芴酮；
[0017]6)將步驟4和步驟5的粗芴酮，進(jìn)行重結(jié)晶處理，得到芴酮，再經(jīng)干燥得成品9-芴酮。
[0018]所述的通入氧氣的流量為0.04m3/h?lm3/h,氧化時(shí)間為1?5小時(shí)；
[0019]所述的物料的質(zhì)量比為芴:二甲基亞砜:氫氧化鈉=1:0.8?4:0.01?0.1。
[0020]所述的成品9-芴酮純度>99%，9-芴酮產(chǎn)率>85%。
[0021]與現(xiàn)有的技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0022]本發(fā)明溶劑選用非苯系、吡啶類溶劑，低毒環(huán)保；催化劑采用工業(yè)常用催化劑，廉價(jià)易得，優(yōu)化了生產(chǎn)工藝，大大降低了催化劑和溶劑的使用量，溶劑可以回收，實(shí)現(xiàn)重復(fù)使用；
[0023]本發(fā)明設(shè)備采用微泡發(fā)生器，利用剪切接觸發(fā)泡原理:即利用氣、液混合過(guò)程把氣體粉碎成氣泡，使氣體與液體充分溶解。微泡發(fā)生器的吸入口可以利用負(fù)壓作用吸入氣體，所以無(wú)需采用空氣壓縮機(jī)和大氣噴射器。高速旋轉(zhuǎn)的泵葉輪將液體與氣體混合攪拌，所以無(wú)需攪拌器和混合器。由于微泡發(fā)生器內(nèi)的加壓混合，氣體與液體充分溶解，溶解效率可達(dá)80?100%。所以無(wú)需大型加壓溶氣罐或昂貴的反應(yīng)塔即可制取高度溶解液。一臺(tái)微泡發(fā)生器即可進(jìn)行氣液吸引、混合、溶解。因此，本發(fā)明既可以簡(jiǎn)化制取裝置、節(jié)省場(chǎng)地、也可以大幅降低投資、節(jié)省運(yùn)行成本及維護(hù)費(fèi)用。
[0024]本發(fā)明反應(yīng)條件溫和、反應(yīng)設(shè)備簡(jiǎn)單、有效、反應(yīng)充分、速率快、芴酮產(chǎn)率高，純度均大于99%以上，且產(chǎn)率可以達(dá)到85%以上。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0025]圖1為本發(fā)明9-芴酮的合成工藝的流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0026]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明:
[0027]實(shí)施例1
[0028]9-芴酮的合成工藝，以工業(yè)芴為原料，以氫氧化鈉為催化劑，以二甲基亞砜為溶齊IJ，物料進(jìn)入反應(yīng)釜內(nèi)加熱溶解，經(jīng)過(guò)反應(yīng)釜外循環(huán)，通過(guò)微泡發(fā)生器回到反應(yīng)釜內(nèi)反應(yīng)，反應(yīng)后的物料經(jīng)冷卻結(jié)晶、分離、洗滌、重結(jié)晶獲得芴酮；具體步驟如下:
[0029]1)在100L反應(yīng)釜內(nèi)投入2kg工業(yè)芴、2.2kg 二甲基亞砜和0.025kg氫氧化鈉，設(shè)定溫度為40°C，常壓下進(jìn)行攪拌，加熱溶解；
[0030]2)與反應(yīng)釜相連的循環(huán)管路開(kāi)始通入氧氣進(jìn)行氧化，反應(yīng)釜底流出的物料與氧氣一起通過(guò)循環(huán)管路上的微泡發(fā)生器返回到反應(yīng)釜內(nèi)反應(yīng)，氧氣流量為0.08m3/h，氧化時(shí)間3小時(shí)；
[0031]3)反應(yīng)結(jié)束后，將物料冷卻結(jié)晶，通過(guò)離心機(jī)分離結(jié)晶體及母液；
[0032]4)將步驟3的結(jié)晶體在帶攪拌器的洗滌容器內(nèi)進(jìn)行洗滌，水洗之后得到純度為98%以上的粗芴酮；
[0033]5)將步驟3的母液通過(guò)蒸餾釜內(nèi)夾套油浴循化加熱進(jìn)行減壓蒸餾處理，蒸餾釜頂為回收的二甲基亞砜，回收的二甲基亞砜從管路返回到反應(yīng)釜，實(shí)現(xiàn)重復(fù)利用，釜底為純度98%以上的粗芴酮；
[0034]6)將步驟4和步驟5的粗芴酮，在重結(jié)晶釜內(nèi)加入重結(jié)晶溶劑進(jìn)行重結(jié)晶處理，得到芴酮，再經(jīng)干燥得純度達(dá)99%的成品9-芴酮(工藝流程見(jiàn)附圖1)。
[0035]實(shí)施例2
[0036]9-芴酮的合成工藝，以工業(yè)芴為原料，以氫氧化鈉為催化劑，以二甲基亞砜為溶齊IJ，物料進(jìn)入反應(yīng)釜內(nèi)加熱溶解，經(jīng)過(guò)反應(yīng)釜外循環(huán)，通過(guò)微泡發(fā)生器回到反應(yīng)釜內(nèi)反應(yīng)，反應(yīng)后的物料經(jīng)冷卻結(jié)晶、分離、洗滌、重結(jié)晶獲得芴酮；具體步驟如下:
[0037]1)在100L反應(yīng)釜內(nèi)投入2kg工業(yè)芴、8kg 二甲基亞砜和0.2kg氫氧化鈉，設(shè)定溫度為80°C，常壓下進(jìn)行攪拌，加熱溶解；
[0038]2)與反應(yīng)釜相連的循環(huán)管路開(kāi)始通入氧氣進(jìn)行氧化，反應(yīng)釜底流出的物料與氧氣一起通過(guò)循環(huán)管路上的微泡發(fā)生器返回到反應(yīng)釜內(nèi)反應(yīng)，氧氣流量為lm3/h，氧化時(shí)間4小時(shí)；
[0039]3)反應(yīng)結(jié)束后，將物料冷卻結(jié)晶，通過(guò)離心機(jī)分離結(jié)晶體及母液；
[0040]4)將步驟3的結(jié)晶體在帶攪拌器的洗滌容器內(nèi)進(jìn)行洗滌，水洗之后得到純度為98%以上的粗芴酮；
[0041]5)將步驟3的母液通過(guò)蒸餾釜內(nèi)夾套油浴循化加熱進(jìn)行減壓蒸餾處理，蒸餾釜頂為回收的二甲基亞砜，回收的二甲基亞砜從管路返回到反應(yīng)釜，實(shí)現(xiàn)重復(fù)利用，釜底為純度98%以上的粗芴酮；
[0042]6)將步驟4和步驟5的粗芴酮，在重結(jié)晶釜內(nèi)加入重結(jié)晶溶劑進(jìn)行重結(jié)晶處理，得到芴酮，再經(jīng)干燥得純度達(dá)99%的成品9-芴酮。
[0043]上面所述僅是本發(fā)明的基本原理，并非對(duì)本發(fā)明作任何限制，凡是依據(jù)本發(fā)明對(duì)其進(jìn)行等同變化和修飾，均在本專利技術(shù)保護(hù)方案的范疇之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.9-芴酮的合成工藝，以工業(yè)芴為原料，以氫氧化鈉為催化劑，以二甲基亞砜為溶劑，其特征在于，物料進(jìn)入反應(yīng)釜內(nèi)加熱溶解，經(jīng)過(guò)反應(yīng)釜外循環(huán)，通過(guò)微泡發(fā)生器回到反應(yīng)釜內(nèi)反應(yīng)，反應(yīng)后的物料經(jīng)冷卻結(jié)晶、分離、洗滌、重結(jié)晶獲得芴酮；具體步驟如下: 1)在反應(yīng)釜內(nèi)，將工業(yè)芴在40?80°C溫度下溶解于二甲基亞砜溶劑中，加入催化劑氫氧化鈉，常壓下在反應(yīng)釜內(nèi)進(jìn)行攪拌，至完全溶解； 2)與反應(yīng)釜相連的循環(huán)管路開(kāi)始通入氧氣進(jìn)行氧化，反應(yīng)釜底流出的物料與氧氣一起通過(guò)循環(huán)管路上的微泡發(fā)生器返回到反應(yīng)釜內(nèi)反應(yīng)； 3)反應(yīng)結(jié)束后，將物料冷卻結(jié)晶，通過(guò)離心機(jī)分離結(jié)晶體及母液； 4)將步驟3的結(jié)晶體進(jìn)行水洗之后得到粗芴酮； 5)將步驟3的母液通過(guò)蒸餾釜進(jìn)行減壓蒸餾處理，蒸餾釜頂為回收二甲基亞砜，釜底為粗芴酮； 6)將步驟4和步驟5的粗芴酮，進(jìn)行重結(jié)晶處理，得到芴酮，再經(jīng)干燥得成品9-芴酮。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的9-芴酮的合成工藝，其特征在于，所述的通入氧氣的流量為0.04m3/h?lm3/h，氧化時(shí)間為I?5小時(shí)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的9-芴酮的合成工藝，其特征在于，所述的物料的質(zhì)量比為芴:二甲基亞砜:氫氧化鈉=1:0.8?4:0.01?0.1。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的9-芴酮的合成工藝，其特征在于，所述的成品9-芴酮純度>99%，9_芴酮產(chǎn)率>85%。
【文檔編號(hào)】C07C45/36GK104341286SQ201410543416
【公開(kāi)日】2015年2月11日 申請(qǐng)日期:2014年10月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月14日
【發(fā)明者】李世宏, 陳鳳玉, 許永波, 周雪冰, 董寧寧, 楊寶昌, 李蕙辰, 宋銘軒, 王超, 吳敵, 張聯(lián)政 申請(qǐng)人:鞍鋼附屬企業(yè)公司化工廠