[发明专利]一种2-戊基蒽醌的合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种2-戊基蒽醌的合成方法，特别涉及所采用的催化剂及缚酸剂。属于化工领域。

技术背景

过氧化氢是一种强氧化剂，广泛用于造纸、化工合成、环保等领域，由于其分解后产物为水和氧气，不会对环境产生污染，被称为绿色化工产品。生产过氧化氢的途径有很多，但是工业化生产过氧化氢的方法全部为蒽醌法。

 蒽醌法工业化生产过氧化氢工艺中，最关键的环节是蒽醌的氢化。现阶段国内绝大多数厂家都采用2-乙基蒽醌为催化剂生产过氧化氢。在此过程中，2-乙基蒽醌参与了一个循环反应过程。反应机理如下：溶解在重芳烃中的2-乙基蒽醌在氢化塔中与氢气接触后被氢化，生成四氢-2-乙基蒽醌；氢化后的2-乙基蒽醌随后进入氧化塔氧化，氧气与四氢-2-乙基蒽醌上的氢结合生成过氧化氢；利用过氧化氢在水与过氧化氢工作液中的分配系数不同，用水将过氧化氢萃取，可到17%-35%的过氧化氢产品。此过程后2-乙基蒽醌可再次循环利用。

 在以2-乙基蒽醌的工作液为载体的蒽醌法制备过氧化氢的工艺过程中，工作液中2-乙基蒽醌溶解度为120-140g/L，工作液的氢化效率为7-8g/L。相较于2-乙基蒽醌，2-戊基蒽醌（2-新戊基蒽醌和2-叔戊基蒽醌）在其所制备的以二异丁基甲醇和重芳烃为工作液的中溶解度可达200-300g/L，工作液氢化效率达15-20g/L，可显著提高过氧化氢生产装置产能。

 随着过氧化氢的产能释放，35%过氧化氢由2001年前后的3000元/吨下降到2014年10月1300元/吨。部分企业已经进行了工作液升级，目的在于提高2-乙基蒽醌及四氢-2-乙基蒽醌的溶解度，从而提高氢化效率，达到产量提高成本降低的效果。但是由于2-乙基蒽醌本身的氢化效率及溶解度不高，仅仅从提高2-乙基蒽醌溶解度来提高氢化效率，上升空间有限。现阶段国内鲜有2-戊基蒽醌（2-新戊基蒽醌和2-叔戊基蒽醌）生产厂家，进口产品价格居高不下，严重制约了过氧化氢行业的发展。

 国内高校对2-戊基蒽醌的研制做出了一定的研究。河北师范大学采用苯做叔戊基苯的溶剂，AlCl₃为催化剂，正己烷为沉淀剂进行第一步反应。由于苯的沸点131.7℃，远高于第一步反应温度40℃，对于溶剂的回收将很难实现。采用正己烷为沉淀剂，由于正己烷为有机相，沉淀后的中间体与环己烷有一定的互溶，过滤后会带走部分中间体，降低收率，导致其第一步收率为80.2%。环己烷是一种易燃易爆易挥发物质，大规模生产中安全隐患很大，对安全审核提出很多要求。

 专利号为US5107004的美国专利提供了一种2-戊基蒽醌中间体合成的方法。方法介绍了采用邻二氯苯为溶剂，AlCl₃为催化剂，浓度较高的硫酸为沉淀剂的合成中间体的方法。该方法采用了无机沉淀剂，沉淀效果相较于有机沉淀剂好。但是其方法未采用无水硫酸，若采用无水硫酸则效果更好，收率更高。由于未加入缚酸剂，导致在酸存在的条件下叔戊基苯会发生异构生成2-仲戊基苯，其叔/仲比为70-75/25-30。2-仲戊基蒽醌在双氧水生产中有不利影响。邻二氯苯是一种是一种具有毒性、刺激性、可燃性的有机物，可经皮肤引起中毒。对于手工加料的厂家，该溶剂不可取。

 专利号为US3032560的美国专利介绍了一种中间体2-(4-新戊基苯甲酰）苯甲酸采用发烟硫酸催化合环的方法。由于其未加入溶剂，导致2-(4-新戊基苯甲酰）苯甲酸在发烟硫酸中分布不均，2-戊基蒽醌收率只有71%左右。专利号为US4035396采用高沸点的三氯苯为2-(4-新戊基苯甲酰）苯甲酸溶剂。该法提高了分散度，2-戊基蒽醌的收率提高为88%。但在反应温度80-100℃下，三氯苯容易发生磺化，形成焦油等物质。去除此物质需要额外的蒸馏及重结晶，增加了生产成本。

发明内容

 本发明的目的是为了克服蒽醌法生产过氧化氢中2-乙基蒽醌溶解度不高，氢化效率低等不足；原有2-戊基蒽醌合成中，中间体2-(4-新戊基苯甲酰）苯甲酸收率不高，溶剂毒性高、易燃易爆、回收困难，异构反应的发生，2-戊基蒽醌合环反应中副反应多等问题。提供了一种2-戊基蒽醌（2-新戊基蒽醌或2-叔戊基蒽醌）的合成方法。

 本发明的技术方案：

 一种2-戊基蒽醌的制备方法，包括如下步骤：