[发明专利]一种超重力硝化反应器制备1-硝基蒽醌的方法

说明书

本发明公开了一种超重力硝化反应器制备1‑硝基蒽醌的方法，该方法具体包括：在超重力硝化反应器中依次加入溶剂、蒽醌和硝化剂，在一定转速下混合后，再于加热条件下连续滴加混酸催化剂，滴加完毕后恒温反应若干时间，反应产物经纯化处理得到1‑硝基蒽醌。该方法有效提高了制备1‑硝基蒽醌的选择性及其收率和纯度，同时解决了物料粘稠问题，操作简便、安全环保，适于1‑硝基蒽醌的工业化生产。

技术领域

本发明属于染料中间体合成技术领域，具体涉及一种超重力硝化反应器制备1-硝基蒽醌的方法。

背景技术

1-硝基蒽醌是重要的染料中间体，主要用来制备1-氨基蒽醌。目前1-硝基蒽醌的制备方法主要包括蒽醌直接硝化法、苯酐直接硝化法、蒽酮法、萘醌法等，最常用的为蒽醌硝化法。该方法一般在搅拌釜反应器中完成，反应产物除了1-硝基蒽醌外，还有2-硝基蒽醌、未反应的蒽醌和二硝基等多个异构体副产物生成。这是由于该工艺放热，温度的升高导致反应选择性差，限制了1-硝基蒽醌的收率提高，同时，随着反应进行，粘度逐渐增加，后续难以有效混合及反应。

专利CN103435492A公开了一种五氧化二氮硝化合成1-硝基蒽醌的方法，以蒽醌为原料，加入溶剂、催化剂、五氧化二氮反应得蒽醌硝化物，再加入溶剂、助剂进一步精制得到1-硝基蒽醌。该方法虽然相对温和，但原料转化率差，且需用到多种试剂，回收难度大，并不利于工业化生产。

专利CN104030927A公开了一种金属改性分子筛为催化剂制备1-硝基蒽醌的方法，向混有蒽醌、金属改性分子筛的催化剂、酸的助催化剂和溶剂的反应底物中连续性加入硝化剂，反应完全后再进行纯化处理，该方法虽然提高了硝基于蒽环的临近氧原子的定向位置的取代，减少了副产物，但分子筛需高温活化处理，同时需要金属卤化物或其盐进行改性处理，工艺成本过高，限制了该方法的大规模使用。

因此，目前急需开发一种能同时提高蒽醌硝化制备1-硝基蒽醌的选择性和收率的方法，对于该关键染料中间体的工业化生产具有重要意义。

发明内容

为了克服现有技术中的不足，本发明提供了一种超重力硝化反应器制备1-硝基蒽醌的方法，该方法提高了反应选择性，具有较高的产物收率和纯度。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

本发明提供了一种超重力硝化反应器制备1-硝基蒽醌的方法，其特征在于，包括如下步骤：在超重力硝化反应器中依次加入溶剂、蒽醌和硝化剂，在一定转速下混合后，再连续滴加混酸催化剂，滴加完毕后恒温反应若干时间，反应产物经纯化处理得到1-硝基蒽醌；

进一步的，所述超重力硝化反应器设有粘度监测调控器，调控反应在未粘稠和粘稠阶段所占的比例；

进一步的，所述硝化剂为硝酸、硝酰卤、氮的氧化物或硝酸盐中的一种或几种；

进一步的，所述溶剂为二氯乙烷、四氯化碳、二氯甲烷、二甲基甲酰胺、二甲苯、甲苯或氯苯中的一种或几种；

进一步的，所述混酸催化剂包括第一种酸和第二种酸，其中第一种酸为硝酸，第二种酸为硫酸、磷酸、醋酸、酸酐、芳香酸、盐酸、甲苯磺酸或卤代醋酸；

进一步的，所述第一种酸与第二种酸的体积比为1:1～1:3；所述硝酸含量为90wt％～99wt％；所述混酸催化剂连续滴加的时间为8～10h；

优选的，所述第一种酸与第二种酸的用量比为1:2；所述硝酸含量为97.5wt％；所述混酸催化剂连续滴加的时间为9h；

进一步的，所述蒽醌、溶剂、硝化剂、混酸催化剂的摩尔比为1:100～150:30～45:0.3～0.9，优选为1:110～130:35～40:0.4～0.7；

进一步的，所述转速为400～500r/min；所述混合时间为5～20min；