Способ получения бензантрона Советский патент 1984 года по МПК C07C49/665 C07C45/69 

СП

О

Изобретение относится к способам получения ароматических кетонов, в частности бензантрона, применяемого в качестве промежуточного продукта для получения различных красителей.

Известен способ получения бензантрона путем конденсации антрахинона с глицерином в сернокислотной среде в присутствии тонкодисперсного,каталитически активного порошка железа. Выход целевого продукта 94,2-95,2%, т.пл. 171°С D1J,

Однако несмотря на высокий выход и хорошее качество бензантрона способ не нашел промышленного применения, так как использование тонкодисперсного порошка железа не обеспечив.ает безопасности процесса.

Наиболее близким по технической сущности является способ получения бензантрона из антрахинона полученного контактным окислением антрацена 2.

Антрахинон, предварительно растворенный в серной кислоте при их весовом соотношении 1:8,2, восстанавливают суспензией цинковой пыли н глицерине и одновременно ведут конденсацию продуктов восстановления антрахинона, которым является антрон, с глицерином. Прибавление суспензии цинковой пыли ведется порционно в течение 2-3 ч при 108116°С, которая в основном регулируется скоростью прибавления суспензии цинковой пыли. По окончании ее загрузки при 114-11бс и размеши ании дают выдержку в течение 1 ч, определяют конец конденсации и, если реакция не окончена, добавляют дополнительно расчетное количество суспензии цинковой пыли в глицерине, дают выдержку, охлаждают до 40-60°С, выделяют на воду до кислотности 385 42% и при температуре не выше загружают хлорбензол (весовое соотношение с антрахиноном 1:8,б ) .Экстрагирование целевого продукта ведут при 105-118°С в течение 1 ч, отстаи0 вают, отделяют раствор отработанной серной кислоты, нейтрализуют хлорбензольный раствор бензантрона щелочью с последующей .азеотропной сушкой, очисткой фильтрацией от ила5 ма, который направляют в шламонакопитель,предварительной упаркой хлорбензольного раствора бензантрона, сушкой и размолом. Получают бензантрон с выходом 89% в пересчете на

Q загруженный антрахинон. Этот способ осуществляют по схеме:

Н н

гидроанюроосинон опсиантрон

HySOj. сн он-снон-снгОн- г.пиц,ерин н н оо Антрахинон, используемый в промы ленном способе получения бензантрон получают на специальной установке газофазного окисления обогащенного антрацена (с содержанием основного вещества не ниже 93%, при 330-420с кислородом воздуха на поверхности V.-Fe-Mn-катализатора (К-14), нанесенного на пемзу в стационарном слое. Получают антрахинон с содержанием 98-98,5% и выходом 80%, счит на загруженный антрацен. Общий выход бензантрона в пересчете на антр цен составляет 71,2% З.

СИ,- сн Н-С-СН-CHj5(3изо трон Недостатками известного способа являются относительно низкий выход целевого продукта применение восстановителей и медного купороса; образование большого количества сточных вод и шлама, отработанной серной кислоты; сложность выделения целевого продукта и множество вспомогательных стадий по приготовлению растворов антрахинона в серной кислоте, медноглицериновбго комплекса, суспензии цинковой пыли в глицерине, водного раствора медного купороса .

Целью изобретения являются упрощение процесса и повышение выхода целевого продукта.

Поставленная цель достигается способом получения бензантрона с применением конденсации антрона с глицерином в присутствии серной кислоты.при 108-120С и вьщелением целевого продукта, заключаквдимся в том, что антрацен окисляют озоновоздушной смесью при 0-2ос в диэтиленгликоле в присутствии диметиланилина с последующей конденсацией полученного при этом антрона в среде хлорбензола при мольном соотношении серной кислоты и антрона (1-1,51:2.

Выход целевого продукта в пересчете на загруженный антрацен составляет 89,81%, а на антрон - 95%.

Упрощение сложной стадии вьщелеяия целевого продукта связа.но с использованием растворителя на стадии конденсации хлорбензола и меньшего количества серной кислоты, которую не надо декантировать и разделять хлорбензольный слой с экстрагированием бензантрона и отработанной серной кислоты. Окисление антрацена при температуре ниже резко замедляет скорость образования антрона, а повышение температуры окисления 7 20°С приводит к увеличенному образованию антрахинона,

Пример 1.В трехгорлую стеклянную колбу, снабженную мешалкой, обратным холодильником, термометром и барботером для подачи озоновоздушной смеси, загружают 5,61 г (,0,0315 г/моль ) антрацена, 33,5 г

(0,32 г/моль I диэтиленгликоля и 0,946 г (0,007 г/моль диметиланилина. Реакционную массу размешивают 25-30 мин при 20°С и подают в течение 7,5 ч озоновоздушную смесь со скоростью 30 л/ч, содержащую

О,210 моль/л озона, после чего при 60-70с и вакууме отгоняют диэтиленгликоль. Затем реакционную массу разбавляют 50 мл воды при

0 40°С, размешивают в течение 30 мин, отфильтровывают, промывают двумя порциями воды по 5 мл, отжимают нсушат. К полученному антрону (5,78 г или 0,0298 г/моль / прибавляют

5 67,2 г (0,595 г/моль хлорбензола и 6,24 г (0,068 г/моль) глицерина. Смесь нагревают до 110°С и придают 10,58 г (0,108 г/моль ) серной кислоты, чего массу нагревают до 120°С и при данной температуре выдерживают в течение 4-4,5 ч. Затем реакционную массу охлаждают до 80°С и при размешивании постепенно прибавляют 9,35 г едкого натра

5 (0,234 г/моль/, размешивают 20 мин, после чего осуществляют азеотропную сушку пocтeпeнны 1 подъемом температуры реакционной массы до 132-133 с. Выдержка при этой -температуре 2025 мин. По окончании выдержки мас су фильтруют, после чего отгоняют хлорбензол при 60-75°С и вакууме 500-600 мм рт.ст. Получают 6,5 г бензантрона (95% от теоретического |

т.пл. 171 с.

Соотношение исходных компонен тов и условия проведения примеров 2-5 приведены в таблице.

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БЕНЗАНТРОНА с применением конденсации антрона с глицерином в присутствии серной кислоты при 108-120 С и выделением целевого продукта, отличающийся тем, что, с целы% упрощения процесса и увеличения выхода целевого продукта, антрацен окисляют оэоновоздушной смесью при 0-20°С в диэтиленгликоле в присутствии диметиланилина с последующей конденсацией полученного при этом антрона в среде хлорбензола при мольном соотношении серной кислоты и антрона

Использование предлагаемого способа по сравнению с известным поз воляет увеличить выход целевого продукта с 71,2 до 89,81%, исключить применение восстановителей и медного купороса, сократить Количество сточных вод с 23,2 до 1,2 м исключить шламообразование (345 кг на 60 .тонну готового продукта), сократить расход серной кислоты на 6,7 т и исключить образование отработанной серной кислоты, упростить стадию выделения бензантрона за счет исклю 5 чения экстрагирования, отстаивания

51081 1566

и деления слоев, исключить стадиипенции цинковой пыли в глицеркне,

приготовления раствора антрахинонаПроцесс упрощается и за счет

в серной кислоте, водного раствора ,исключения стадии восстановмедного купороса, водного раствораления антрахинона до антромедноглицеринового комплекса, сус-на.

i

4