[发明专利]一种1-氨基蒽醌的制备方法

说明书

本发明一种1‑氨基蒽醌的制备方法以超顺磁纳米颗粒负载的羰基镍为催化剂，1‑硝基蒽醌作为反应底物，加入溶剂后通氢气，在60‑80℃、0.3‑0.5MPa下反应2‑8 h；其后对反应产物外加磁场回收催化剂后，再经后处理，得到1‑氨基蒽醌；其中：催化剂的质量为1‑硝基蒽醌的0.003倍，1‑硝基蒽醌和溶剂的质量比为15∶4。本发明1‑氨基蒽醌合成工艺简便，选择性高，对环境友好，设备投资小，适合工业化生产。提出的超顺磁纳米颗粒负载的羰基镍的催化活性适中，可选择性地还原硝基，避免了羰基过度还原，1‑氨基蒽醌收率高，催化剂经外加磁场便可收集回用，而且至少可以重复使用5次。

技术领域

本发明涉及一种1-氨基蒽醌的制备方法，尤其是一种绿色、高效、以超顺磁纳米颗粒负载的羰基镍为催化剂制备1-氨基蒽醌的方法，具体属于有机合成技术领域。

背景技术

1-氨基蒽醌是合成蒽醌系列染料的重要中间体，其用途最广，消耗量也最大，在染料工业中占有极其重要的地位。近年来，随着环保要求的逐年提高，国内外对蒽醌系列染料已减产或停产。因此改进工艺、减少污染、提高质量、降低成本是1-氨基蒽醌生产所急需要解决的问题。

生产1-氨基蒽醌的工艺主要有硫化碱法和磺化氨解法。其中硫化减法是国内生产1-氨基蒽醌的主流方法，该法合成的I-氨基蒽醌杂质含量较高，需要复杂的纯化工序，精制方法主要有保险粉法、升华法、精馏法及硫酸法，工艺流程长、三废多，对环境污染较为严重。因此，寻找环境友好、经济绿色工艺是生产1-氨基蒽醌的必然途径。目前，比较受关注的绿色工艺主要有2种，氨解法和催化加氢还原法。氨解法需高温高压，存在安全隐患。相比较而言，催化加氢还原法在操作和设备安全上均比氨解法更有优势，尤其是高温对染料色泽会有很大影响，另外反应时间长、温度高导致副反应多，有些副产物对设备腐蚀较为严重，设备投资增加。与硫化碱法相比，催化加氢还原法不产生大量难处理的碱性含硫废液，而且产品收率较高。然而催化加氢法在实际生产中也存在其明显不足，例如催化剂用量大、效率低、回收处理困难、费用高，而且催化剂的筛选、活性和选择性等技术问题的解决仍较为困难，这方面仍终未获突破。中国专利（201010596904.7)公开了一种催化加氢制备高纯度1-氨基蒽醌的方法，该方法以1-硝基蒽醌为原料，N，N-二甲基甲酰胺或二甲苯等为溶剂，加入催化剂进行加氢还原反应。其中，所用的活性炭催化剂组成是：Pd、Ni、Co、Cu、Ru、Pt中的一种或几种的掺杂，包括其非负载形态、负载形态及非晶态形式，虽然其中记载了产品纯度高达99%，收率高达98%以上，但是该技术方法仅留在小试阶段，并无工业化大生产的记载。再者Pd/C催化剂反应活性过高，导致反应选择性降低，结构中羰基也被还原，还原液需氧化后才能获得相应纯度的1-氨基蒽醌。此外，采用有机溶剂N，N-二甲基甲酰胺或二甲苯等，对空气或地表水等均存在一定程度的污染。因此开发一种催化反应活性较为温和且绿色环保的催化体系尤为重要。

近些年来，采用超顺磁纳米颗粒负载型催化剂的应用是一种新兴的绿色催化反应技术。基于此，本发明提出一种超顺磁纳米颗粒负载的羰基镍催化剂应用于1-氨基蒽醌的生产中。与Pd/C催化还原的相工艺相比，超顺磁纳米颗粒负载的羰基镍催化活性适中，反应过程易控制，还原后无需氧化步骤即可得到高纯度的1-氨基蒽醌，且反应温度低、收率高，催化剂回收简单高效，外加磁场即可回收，且催化剂可重复套用。

发明内容

本发明的目的在于采用超顺磁纳米颗粒负载型催化剂用于1-氨基蒽醌的绿色催化合成中。

本发明一种1-氨基蒽醌的制备方法采用超顺磁纳米颗粒负载的羰基镍为催化剂，以1-硝基蒽醌作为反应底物，经催化加氢得到1-氨基蒽醌，具体过程为：

以超顺磁纳米颗粒负载的羰基镍为催化剂，1-硝基蒽醌作为反应底物，加入溶剂后通入氢气，在60-80℃、0.3-0.5MPa条件下反应2-8h；其后对反应产物外加磁场回收催化剂后，再经酸化、冷却降温、压滤和干燥处理，得到1-氨基蒽醌；其中：催化剂的质量为1-硝基蒽醌的0.003倍，1-硝基蒽醌和溶剂的比例为1mol/80 L；

所述的超顺磁纳米颗粒负载的羰基镍的结构式为：