2-烷基蒽醌的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种2

【技术实现步骤摘要】
2-烷基蒽醌的制备方法


[0001]本专利技术涉及一种有机物的生产方法，具体地说，涉及一种2-烷基蒽醌的生产方法。

技术介绍

[0002]蒽醌法是过氧化氢(H2O2)最主要的工业生产技术，借助载体2-烷基蒽醌的循环加氢-氧化和萃取可生产一定浓度的H2O2。因此，2-烷基蒽醌的性质直接决定了H2O2的品质和产量，其重要性不言而喻。
[0003]目前，合成2-烷基蒽醌的方法包括苯酐法、环加成法、二苯甲烷同系物氧化法和2-烷基蒽氧化法，其中苯酐法是应用最广泛的工艺技术，具有原料来源广泛、工艺过程简单、反应条件温和等优点。但近年来，随着环保标准的日益提高，该工艺副产的大量废三氯化铝、废硫酸和废水等问题限制了其规模化发展。因而有必要探索开发2-烷基蒽醌的绿色合成新工艺。
[0004]通过2-烷基蒽选择性氧化制备2-烷基蒽醌是一种比较直接的技术路线，但2-烷基蒽需要单独制备。专利US4255343、CN107602368A、CN107670686A以及ArmengolE在论文中都曾公开过蒽的烷基化方法，但遗憾的是，他们均未给出从蒽烷基化反应本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种2-烷基蒽醌的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：(1)由蒽制备含有2-烷基蒽的蒽烷基化反应产物；(2)先将经步骤(1)获得的反应产物进行第一分离，得到2-烷基蒽，再由2-烷基蒽制备2-烷基蒽醌；或者，先将经步骤(1)获得的含有2-烷基蒽的蒽烷基化反应产物制备含有2-烷基蒽醌的混合物，再将含有2-烷基蒽醌的混合物进行第二分离，得到2-烷基蒽醌；其中，所述第一分离的方法至少包括：蒸馏溶剂辅助分离蒽和烷基蒽物系蒸馏分离2-烷基蒽；其中，所述第二分离的方法至少包括：溶剂辅助分离蒽醌和蒸馏分离2-烷基蒽醌；其中，制备2-烷基蒽醌或制备含有2-烷基蒽醌的混合物的步骤中所用氧化剂为过氧化氢，所用氧化催化剂选自碱土金属的含氧化合物、过渡金属的含氧化合物以及镧系金属的含氧化合物中的一种或多种。2.根据权利要求1所述的制备方法，其中，步骤(1)中，由蒽制备蒽烷基化反应产物的方法包括：在烷基化条件下以及在烷基化反应溶剂和烷基化催化剂的存在下，将蒽与烷基化试剂接触进行烷基化反应；优选地，所述接触的方式为：将含有蒽、烷基化催化剂和烷基化反应溶剂的原料液与烷基化试剂接触进行烷基化反应。3.根据权利要求2所述的制备方法，其中，蒽与含有2-6个碳原子的烷基化试剂中的一种或多种进行烷基化反应；所述烷基化试剂为含有2-6个碳原子的烯烃、醇、卤代烃以及醚类物质中的一种或多种，优选为含有2-6个碳原子的单烯烃、一元醇和一元卤代烃，进一步优选为含有2-6个碳原子的单烯烃。4.根据权利要求2或3所述的制备方法，其中，步骤(1)中，蒽与烷基化试剂的摩尔比为0.05:1-20:1，优选为0.1:1-5:1。5.根据权利要求2所述的制备方法，其中，步骤(1)中，所述烷基化反应溶剂为20℃时介电常数为1-10的溶剂，所述烷基化反应溶剂为C6及以上，优选为C
6-C
12
的链烷烃、环烷烃以及芳香烃中的一种或多种；其中，所述芳香烃为取代或未取代，优选为苯的一元、二元或多元取代物中的一种或多种；更优选为苯的多元取代物中的一种或多种，取代基为C
1-C4的烷基和卤族元素中的一种或多种；进一步优选，所述烷基化反应溶剂为苯的多烷基取代物中的一种或多种；最优选，所述烷基化反应溶剂选自1,2,3-三甲苯、1,2,4-三甲苯、1,3,5-三甲苯、1,2,3,5-四甲基苯、1,2,4,5-四甲基苯和1,2,3,4-四甲基苯中的一种或多种；以蒽和烷基化反应溶剂的总重量为基准，蒽的含量为5-60重量％，优选为8-50重量％。6.根据权利要求2-5中任意一项所述的制备方法，其中，步骤(1)中，烷基化反应条件包括：反应温度为80-250℃，优选为90-200℃；反应压力为0-2MPa，优选为0-1MPa；反应时间为0.01-48h，优选为0.5-24h。7.根据权利要求2-5中任意一项所述的制备方法，其中，步骤(1)中，所述烷基化催化剂为可以催化蒽与烷基化试剂发生烷基化反应的酸催化剂，优选地，所述烷基化催化剂选自高岭土、膨润土、蒙脱土、沸石、X分子筛、Y分子筛、β分子筛、MCM-41、SBA-15、阳离子交换树脂、全氟磺酸树脂、固载化的硫酸、固载化的磺酸、固载化的磷酸、硅铝复合氧化物、硫酸、高氯酸、四氟硼酸、甲磺酸、苯磺酸、对甲苯磺酸、三氟甲磺酸、三氟化硼、三氯化铝和二氯化锌
中的一种或多种；进一步优选为沸石、Y分子筛、MCM-41、SBA-15、全氟磺酸树脂、固载化的磺酸、硅铝复合氧化物、硫酸、四氟硼酸、甲磺酸、苯磺酸、对甲苯磺酸和三氟甲磺酸中的一种或多种；以含有蒽、烷基化催化剂和烷基化反应溶剂的原料液的总重量为基准，烷基化催化剂的含量为0.01-50重量％，优选为0.5-30重量％。8.根据权利要求1-7中任意一项所述的制备方法，其中，步骤(2)中，所述第一分离的方法包括：第一预分离沸点低于蒽的轻组分、蒸馏溶剂辅助分离蒽和烷基蒽物系蒸馏分离2-烷基蒽；第一预分离：分离沸点低于蒽的轻组分，得到含有蒽和烷基蒽物系的混合物；蒸馏溶剂辅助分离蒽：在蒸馏溶剂的存在下，将含有蒽和烷基蒽物系的混合物进行蒸馏，并收集烷基蒽物系，所述蒸馏溶剂为在辅助分离蒽的过程中能够溶解蒽的、沸点介于100-340℃的有机溶剂；烷基蒽物系蒸馏分离2-烷基蒽：通过一步蒸馏或多步蒸馏从烷基蒽物系中分离2-烷基蒽。9.根据权利要求8所述的制备方法，其中，含有2-烷基蒽的蒽烷基化反应产物含有沸点低于蒽的轻组分、蒽和烷基蒽物系，所述烷基蒽物系含有2-烷基蒽；步骤(2)中，所述第一预分离的方法包括：将含有沸点低于蒽的轻组分、蒽和烷基蒽物系的混合物进行蒸馏，得到含有沸点低于蒽的轻组分的馏出物以及含有蒽和烷基蒽物系的塔底产物，蒸馏的条件包括：蒸馏温度为50-350℃，优选为60-300℃，蒸馏压力为0.1-20kpa，优选0.5-15kpa。10.根据权利要求8所述的制备方法，其中，所述蒸馏溶剂为沸点介于200-340℃的有机溶剂，优选选自C
12-C
19
的直链烷烃和/或支链烷烃、卤代烃、芳香烃、醇、酮、酯和醚中的一种或多种；更优选地，所述烷烃为C
12-C
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的直链烷烃和/或支链烷烃中的一种或多种；更优选地，所述卤代烃选自三氯苯、四氯苯、三溴苯、四溴苯、氯代C
10-C
18
烷和溴代C
10-C
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烷中的一种或多种；更优选地，所述芳香烃为苯的烷基取代物，取代烷基的总碳数为4-12；进一步优选为丁基苯、戊基苯、己基苯、庚基苯、辛基苯、壬基苯、癸基苯、十一烷基苯、十二烷基苯、三乙基苯、四乙基苯、二丙基苯、三丙基苯、二丁基苯和二戊基苯中的一种或多种；更优选地，所述芳烃烷为苯的取代物，进一步优选为二苯甲烷及其烷基取代物和二苯乙烷及其烷基取代物中的一种或多种；更优选为二苯甲烷、甲基二苯甲烷和1,2-二苯乙烷的一种或多种；更优选地，所述芳烃烷为萘和/或萘的烷基取代物，萘的取代烷基总碳数为1-4；进一步优选为萘、甲基萘、二甲基萘、乙基萘、二乙基萘、丙基萘、甲基乙基萘和丁基萘中的一种或多种；更优选地，所述醇选自苯甲醇、丙三醇、二甘醇、三甘醇和四甘醇中的一种或多种；更优选地，所述酮选自1,1,3-三甲基环己烯酮、N-甲基吡咯烷酮和1,3-二甲基-2-咪唑啉酮中的一种或多种；更优选地，所述酯选自二甲酸酯、苯甲酸乙酯、邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二丁酯、
乙二醇碳酸酯、丙二醇碳酸酯和磷酸三辛酯中的一种或多种；更优选地，所述醚选自乙二醇单苯醚、二乙二醇单丁醚、二苯醚和环丁砜中的一种或多种。11.根据权利要求8所述的制备方法，其中，蒸馏溶剂辅助分离蒽的条件包括：蒸馏塔顶压力为0.5-40kpa，塔底温度为200-400℃，理论板数为12-55，蒸馏溶剂与蒽的质量比为0.1:1-30:1，塔顶回流比为0.1-4；进一步优选，蒸馏塔顶压力为1-20kpa，塔底温度为230-350℃，理论板数为16-50，蒸馏溶剂与蒽的质量比为1:1-15:1，塔顶回流比为0.2-1。12.根据权利要求8-11中任意一项所述的制备方法，其中，所述蒸馏溶剂辅助分离蒽的步骤中还包括：收集含有蒽和蒸馏溶剂的混合物，并将蒽和蒸馏溶剂分离，所述分离方法选自萃取、结晶和蒸馏中的一种或多种，优选为蒸馏。13.根据权利要求8所述的制备方法，其中，当含有2-烷基蒽的烷基蒽物系为两种物质的混合物，或者为三种物质以上的混合物，而2-烷基蒽的沸点为最低或最高；则进行一步蒸馏分离2-烷基蒽。14.根据权利要求8所述的制备方法，其中，当含有2-烷基蒽的烷基蒽物系为三种物质以上的混合物，而2-烷基蒽的沸点处于混合物中沸点最高的物质和沸点最低的物质之间；则进行多步蒸馏，该多步蒸馏的方法包括：方式A：将含有2-烷基蒽的烷基蒽物系的料液进行第一蒸馏，分离得到含有轻组分Cj1-蒽的馏出物，以及含有重组分Cj2-蒽的塔底产物；将含有轻组分Cj1-蒽的馏出物进行第二蒸馏，得到含有轻组分Cj3-蒽的馏出物，以及含有中间产品Ci-蒽的塔底产物；其中，轻组分Cj1-蒽为烷基侧链总碳数j1为0＜j1＜i+1的整数的烷基蒽产物，重组分Cj2-蒽为烷基侧链总碳数j2为i＜j2＜41的整数的烷基蒽产物，轻组分Cj3-蒽为烷基侧链总碳数j3为0＜j3＜i的整数的烷基蒽产物；或者，方式B：将含有2-烷基蒽的烷基蒽物系的料液进行第三蒸馏，得到含有轻组分Cm1-蒽的馏出物，以及含有重组分Cm2-蒽的塔底产物；将含有重组分Cm2-蒽的塔底产物进行第四蒸馏，得到含有中间产品Ci-蒽的馏出物，以及含有重组分Cm3-蒽的塔底产物；其中，轻组分Cm1-蒽为烷基侧链总碳数m1为0＜m1＜i的整数的烷基蒽产物，重组分Cm2-蒽为烷基侧链总碳数m2为i-1＜m2＜41的整数的烷基蒽产物，Cm3-蒽为烷基侧链总碳数m3为i＜m3＜41的整数的烷基蒽产物；其中，中间产品Ci-蒽中，i表示烷基侧链总碳数，i＝2-6的整数。15.根据权利要求14所述的制备方法，其中，在多步减压蒸馏步骤中，方式A中，第一减压蒸馏的条件包括：蒸馏塔顶压力为0.01-20kpa，塔底温度为180-360℃，理论板数为20-90，塔顶回流比为0.5-8；更优选，塔顶压力为0.1-10kpa，塔底温度为210-340℃，理论板数为30-75，塔顶回流比为1-7；进一步优选地，蒸馏塔顶压力为0.5-2kpa，塔底温度为260-320℃，理论板数为40-75，塔顶回流比为1-3。16.根据权利要求14或15所述的制备方法，其中，在多步减压蒸馏步骤中，方式A中，第二减压蒸馏的条件包括：蒸馏塔顶压力为0.01-20kpa，塔底温度为180-330℃，理论板数为
20-90，塔顶回流比为0.5-8；更优选，塔顶压力为0.1-10kpa，塔底温度为200-310℃，理论板数为30-75，塔顶回流比为1-7；进一步优选地，蒸馏塔顶压力为0.5-2kpa，塔底温度为220-305℃，理论板数为40-75，塔顶回流比为1-5。17.根据权利要求14所述的制备方法，其中，在多步减压蒸馏步骤中，方式B中，第三减压蒸馏的条件包括：蒸馏塔顶压力为0.01-20kpa，塔底温度为180-360℃，理论板数为20-90，塔顶回流比为0.5-8；更优选，塔顶压力为0.1-10kpa，塔底温度为210-340℃，理论板数为30-75，塔顶回流比为1-7；进一步优选地，蒸馏塔顶压力为0.5-2kpa，塔底温度为260-320℃，理论板数为40-75，塔顶回流比为1-3。18.根据权利要求14或17所述的制备方法，其中，在多步减压蒸馏步骤中，方式B中，第四减压蒸馏的条件包括：蒸馏塔顶压力为0.01-20kpa，塔底温度为180-330℃，理论板数为20-90，塔顶回流比为0.5-8；更优选，塔顶压力为0.1-10kpa，塔底温度为200-310℃，理论板数为30-75，塔顶回流比为1-7；进一步优选地，蒸馏塔顶压力为0.5-2kpa，塔底温度为220-305℃，理论板数为40-75，塔顶回流比为1-5。19.根据权利要求8所述的制备方法，其中，所述沸点低于蒽的轻组分含有蒽经烷基化反应制备烷基蒽物系的反应溶剂、烷基化试剂和烷基化反应产生的副产物；所述含有2-烷基蒽的蒽烷基化反应产物还含有烷基化催化剂，该方法包括在第一预分离之前，先分离烷基化催化剂。20.根据权利要求8所述的制备方法，其中，由2-烷基蒽制备2-烷基蒽醌的方法包括：在氧化条件下以及在氧化反应溶剂和氧化催化剂的存在下，将2-烷基蒽与氧化剂接触...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑博，甄栋兴，潘智勇，朱振兴，宗保宁，胡立峰，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院，
类型：发明
国别省市：