[发明专利]一种电化学还原法合成1-氨基蒽醌的方法

说明书

本发明属于染料生产技术领域，具体涉及一种电化学合成1‑氨基蒽醌的方法。将原料1‑硝基蒽醌置于阴极槽内，阴阳极采用相同浓度或具有浓度差的电解液，阴极使用不同的电极材料，阳极使用负载二氧化钌或二氧化铱的钛基板作为放氧电极，得到1‑氨基蒽醌隐色体，将空气通入隐色体中充分氧化得到红色1‑氨基蒽醌产品。本发明合成1‑氨基蒽醌工艺简便，电解液可循环使用，反应过程绿色无污染，解决了1‑氨基蒽醌生产过程中废水产量大、难以处理的问题，降低了生产成本，适合工业化。

技术领域

本发明涉及染料生产技术领域，具体涉及一种电化学还原法生产合成1-氨基蒽醌的方法。

背景技术

1-氨基蒽醌主要用于生产蒽醌类染料最重要的中间体，由1-氨基蒽醌可以进一步生产多种性能优良的分散染料、活性染料、酸性染料、还原染料。还可用于生产有机颜料和液晶染料，用途十分广泛，在染料市场中占据十分重要的地位。随着我国染料工业的迅速发展，1-氨基蒽醌的需求量逐年增加。近年来，由于染料生产过程中的环境污染问题，欧美等一些国家已经停止1-氨基蒽醌的生产，转而向发展中国家购买1-氨基蒽醌产品。在这样一个国内外环境下，改进原工艺，或者寻求一种清洁的生产工艺来获取高质量的1-氨基蒽醌已迫在眉睫。

1-氨基蒽醌的合成主要有以下几种方法。蒽醌磺化氨解法最早实现工业化生产1-氨基蒽醌的方法，但是由于该方法使用了含汞化合物，一方面含汞废水的排放给环境带来了污染，另一方面操作人员在使用含汞化合物时可能会造成汞中毒，目前该方法已经停止使用。目前使用最普遍的生产1-氨基蒽醌的方法是蒽醌硝化、精制得到1-硝基蒽醌，再用硫化碱还原得到1-氨基蒽醌，该方法在使用过程中会产生大量的硫酸盐废水，并且产品杂质含量较高。催化加氢法还原的产物，除了氨基化合物外，只产生水，是绿色无污染的先进工艺。但是催化加氢法存在很大的局限性，很多硝基化合物不能采用催化加氢工艺，如蒽醌类的硝基化合物，几乎没有良好的溶剂，产物不能完全溶解，就无法分离催化剂。此外还有一些合成方法，例如萘醌法、水合肼法、金属还原法等，这些方法由于生产成本较高，目前仍停留在实验室阶段，未能实现工业化。

发明内容

为了解决现有1-氨基蒽醌生产工艺中存在的问题，本发明的目的在于提供一种1-氨基蒽醌的绿色环保制备方法，从而得到高质量的1-氨基蒽醌产品。

本发明开辟一条硝基还原的电化学新工艺，设计全新的电解池，选择适当的离子膜，选用适当的材料作为阴极电极，使用电子作为还原剂，实现高效的电化学硝基还原，从根本上杜绝了污染，是一种高效无公害的反应。

为了实现上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

1)电化学还原：将原料1-硝基蒽醌、电解液置于阴极槽中，阳极槽为同浓度或者具有浓度差的电解液，插入电极，通入直流电，构成电解池，还原1-硝基蒽醌生成1-氨基蒽醌隐色体；

2)氧化：将步骤1)得到的反应液在搅拌下通入空气，得到1-氨基蒽醌。

步骤1)中，在阳极槽发生放氧反应，在阴极槽电化学还原1-硝基蒽醌合成1-氨基蒽醌隐色体。

阴极反应：

阳极反应：6OH^-→3/2O₂+3H₂O+6e^-

步骤2)中，以空气为氧化剂，充分氧化生成1-氨基蒽醌。

上述技术方案中，进一步地，步骤1)中的电解池阴极槽与阳极槽用阴离子膜或阳离子膜隔开。

上述技术方案中，进一步地，步骤1)中的阳极材料为负载二氧化钌或二氧化铱的钛基板，阴极材料为不锈钢电极、泡沫镍电极、铜电极或石墨电极。