一种蒽醌的制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111410602A(43)申请公布日2020.07.14(21)申请号202010314921.0(22)申请日2020.04.21(71)申请人青岛科技大学地址266000山东省青岛市崂山区松岭路99号(72)发明人刘仕伟孙仕芹于海龙于世涛刘悦吴琼王志萍刘毓翔王腾宋湛谦(74)专利代理机构青岛中天汇智知识产权代理有限公司37241代理人袁晓玲(51)Int.Cl.C07C46/00(2006.01)C07C50/18(2006.01)B01J29/76(2006.01)权利要求书1页说明书5页(54)发明名称一种蒽醌的制备方法(57)摘要本发明涉及一种蒽醌的制备方法，即涉及一种微波辅助双金属盐改性的Hβ分子筛催化邻苯二甲酸酐与苯“一锅法”反应制备蒽醌的方法，其特征在于在微波辅助加热下采用硝酸镍和硝酸锆对Hβ分子筛进行浸渍后，于微波加热的管式炉中进行焙烧，得到Zr、Ni双金属改性的Hβ分子筛；在密闭的反应釜中，采用双金属改性的Hβ分子筛为催化剂催化邻苯二甲酸酐和苯液相“一锅法”制备蒽醌；本发明与传统方法相比，其特点是：催化剂制备工序简单，用时短；催化剂的双金属活性中心具有显著的协同作用，提高反应速度；催化剂重复使用性能佳。CN111410602ACN111410602A权利要求书1/1页1.一种蒽醌的制备方法，其特征在于分别取硝酸镍和硝酸锆水溶液各100mL混合，将Hβ分子筛10.0g加入该混合的硝酸盐水溶液中，然后在200w功率的微波中于50～80℃下搅拌10～120min，过滤、用去离子水洗3次，于120℃干燥2h后，于600w微波加热的管式炉中在5L/min的氩气气流下在400～550℃焙烧1.0～5.0h，得到Zr、Ni双金属改性的Hβ分子筛，其中，Zr在Hβ分子筛的负载量为1.43％～4.34％，Ni在Hβ分子筛的负载量为1.64％～5.11％，所述的硝酸镍和硝酸锆水溶液的质量浓度均为2.0％～6.0％；在密闭的反应釜中，采用双金属改性的Hβ分子筛为催化剂，在邻苯二甲酸酐和催化剂的质量比为10:1～200:1、邻苯二甲酸酐和苯摩尔比为1:3～1:5、反应温度180～250℃下反应1.0～6.0h制备蒽醌。2CN111410602A说明书1/5页一种蒽醌的制备方法技术领域[0001]本发明涉及一种蒽醌的制备方法，即涉及一种微波辅助双金属盐改性的Hβ分子筛催化邻苯二甲酸酐与苯“一锅法”反应制备蒽醌的方法。背景技术[0002]蒽醌是一种重要的原料和中间体，广泛用于合成液晶材料、染料、农药和医药等。目前，工业上多采用苯酐法合成蒽醌，苯酐法制备蒽醌主要包括两步：首先，采用邻苯二甲酸酐和苯为原料，以三氯化铝为催化剂，通过酰化、酸解或水解反应制备中间体2-苯甲酰基苯甲酸；然后，经硫酸或发烟硫酸进行催化脱水闭环，最终得到目标产物蒽醌，该方法存在工艺路线长、后处理复杂、硫酸和三氯化铝用量大、设备腐蚀和环境污染严重、催化剂不能回收再使用且难处置等问题。[0003]沸石分子筛是结晶铝硅酸金属盐的水合物，沸石分子筛活化后，水分子被除去，形成均匀的孔道和巨大的表面积。沸石分子筛作为新型的固体酸非均相催化剂具有特殊的孔道结构、并有优良的选择性、副反应少、水稳定性和热稳定性高、目标产物收率高、易分离回收和重复使用、可通过改性来调变其酸性等优势，被广泛用于酸催化反应。国内外对沸石分子筛应用于蒽醌及其衍生物的制备已有文献报道，主要有气相法和液相法，其中气相法存在反应温度高(450℃及以上)、物料配比高(苯为理论来的20倍以上)、催化剂成型后传质和扩散阻力大且活性损失大、催化剂易结焦生碳造成薄膜覆盖而活性降低等问题；液相法存在催化剂改性制备方法复杂(需多次重复改性以提高活性)、改性反应的时间久、因传质和扩散阻力导致改性活性物种在分子筛上的分散均匀性差、使用过程也亦易结碳失活等问题。[0004]目前，人们在许多化学领域(如无机、有机、高分子和金属有机、材料化学等)运用微波技术进行了很多的研究，取得了显著的效果。与传统的加热方式相比，微波加热具有提高反应速度、缩短反应时间、阻止晶型的转变及晶粒间的团聚等优势。因此，本发明采用微波辅助方式，即在对Hβ分子筛进行双金属盐浸渍和焙烧过程中，均使用微波加热的方式来完成Hβ分子筛的双金属改性，并将制备的催化剂用于催化液相法合成蒽醌。发明内容[0005]本发明的目的为取代传统Hβ分子筛改性方法，开发微波辅助对Hβ分子筛进行单次、双金属的改性，制备出具有良好催化性能的催化剂并用于催化液相法合成蒽醌。[0006]基于如上所述，本发明涉及一种蒽醌的制备方法，即涉及一种微波辅助双金属盐改性的Hβ分子筛催化邻苯二甲酸酐与苯“一锅法”反应制备蒽醌的方法