[发明专利]一种氨基蒽醌化合物的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种氨基蒽醌化合物的制备方法。该化合物可用于高容量锂电池的正极材料，也可用于光电器件材料和染色剂等。

背景技术

能源是国民经济和社会发展的重要资源，煤炭、石油等的广泛使用不符合低碳经济的要求，而且石化能源等不可再生资源日趋减少，不可持续。因此，开发和合理利用可再生能源就成为关系国计民生的大计。锂二次电池由于其比能量高、循环寿命长等特点，成为未来可再生能源利用的关键之一。然而，锂二次电池性能的提高在很大程度上取决于正极材料的特性。目前，现有的部分无机正极材料以有限的矿藏为原料，同时开采和制备它们需要消耗大量能量。醌类有机物由碳、氢、氧等常见元素组成，可人工合成，不受矿藏资源的限制，具有良好的电化学可逆性，其电化学性能可通过分子结构设计来调节，具有在锂电池正极材料上的潜在应用前景。

醌类化合物的羰基和羟基可以快速可逆地得失电子，是一种良好的储能材料。由于在醌类化合物中起氧化还原作用的官能团为羰基和羟基，其含量越多，材料的容量越高。5-氨基-1，4-二羟基蒽醌(ADAQ)中可能进行氧化/还原的氧原子数达到4个，理论上应当是一种高容量正极材料，另外，氨基基团可以提高分子结构的电子云密度，改善材料的电化学性能。该化合物具有下列结构式：

该化合物以往的制备方法首先需要对氨基进行保护，然后采用氧化剂对2，3位碳进行氧化，之后对氨基进行脱保护，该类制备方法至少需要3步反应，过程比较繁琐，而且收率相对较低，不适合批量制备。

发明内容

本发明的目的是提供一种氨基蒽醌化合物的简易制备方法。

本发明以5-氨基-2，3-二氢-1，4-二羟基蒽醌(ADDAQ)为原料，将其溶解或部分溶解于溶剂中，在氧化剂和氧化助剂的作用下，经过一步氧化脱氢反应制得目标产物ADAQ。制备该化合物的反应式如下：

制备方法是以5-氨基-2，3-二氢-1，4-二羟基蒽醌(ADAQ)为原料，将其溶解或部分溶解于溶剂中，在氧化剂和氧化助剂的作用下，经过一步反应制得；氧化剂加入量的重量百分比是原料量的1％～200％，氧化助剂加入量的重量百分比是原料量的10％～2000％；反应温度为0℃～200℃；反应时间是0.5～24h。

本发明的溶剂为甲醇、乙酸、二甲基亚砜、乙腈、N-甲基吡咯烷酮、N，N-二甲基甲酰胺、丙酮、乙醇、浓硫酸，乙酸乙酯或石油醚。

本发明的氧化剂为过乙酸、过氧化环己酮、过氧化叔丁醇、过氧化甲乙酮、过硫酸铵、三氯化铁、过氧化苯甲酰、O₂或空气。

本发明的氧化助剂为三乙胺、二乙胺、乙胺、三甲胺、二甲胺、甲胺、甲乙胺、丙胺、二丙胺、三丙胺或氨水。

本发明涉及的氨基蒽醌化合物的制备方法无需经过氨基保护、脱保护的过程，简单易行，产率高，是一种适合工业化的制备路线，对于同类化合物的制备有借鉴意义。

附图说明

图1是5-氨基-1，4-二羟基蒽醌的¹H-NMR图

图2是5-氨基-1，4-二羟基蒽醌的FT-IR图

图3是5-氨基-1，4-二羟基蒽醌的UV-vis图

图4是5-氨基-1，4-二羟基蒽醌的CV曲线

具体实施方式

实例1

ADDAQ(10g，38.91mmol)溶解于40ml甲醇中，之后加入4当量三乙胺，42℃下反应16小时。提纯后得到红色目标产物ADAQ，产率约65.0％。

实例2

ADDAQ(10g，38.91mmol)溶解于50ml乙腈中，之后加入5当量三乙胺，30℃下反应20小时。提纯后得到红色目标产物ADAQ，产率约70.0％。

实例3

ADDAQ(10g，38.91mmol)溶解于60ml乙酸中，之后加入7当量二乙胺，28℃下反应14小时。提纯后得到红色目标产物ADAQ，产率约63.0％。

ADAQ的¹H-NMR(图1)显示δ＝13.143、12.863分别对应羟基上的两个氢原子，δ＝7.8～8.4的包峰对应于氨基上的两个氢原子，由于整个分子结构大的共轭效应，δ＝7.600～7.239分别对应于环上6、7、8位碳上的三个氢原子和2、3位碳上的两个氢原子。测试结果与ADAQ结构相符。