甲萘胺氧化合成1,4-萘醌的研究

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1,4-萘醌是精细化工中的重要原料,是染料、医药、农药、香料、增塑剂等的重要中间体,其本身就是一种较好的防霉、防腐剂和非内吸性杀菌剂;另外,还可用于制造船底涂料、电子复写材料和除臭剂等。目前1,4-萘醌的生产工艺仍主要采用传统的液相氧化法,生产规模小,产率低,且对环境污染严重。本论文采用新型的液相氧化法来改进1,4-萘醌的传统生产工艺。主要使用Fenton试剂、H2O2、锰矿粉、NaClO水溶液、HNO3、混酸为氧化剂对甲萘胺进行氧化制备1,4-萘醌,探讨了氧化时间、反应温度、氧化剂浓度、原料摩尔比等因素对产品收率的影响。采用Fenton试剂为氧化剂,在选用不同催化剂进行催化氧化反应,发现以MnSO4为催化剂时,产品收率最好。实验避免了使用对环境造成污染的有机溶剂,反应条件温和,工艺简单,在温度为80℃,反应时间3h,产品1,4-萘醌的收率可达到45.4%。以H2O2为氧化剂时,实质上是H2O2在冰醋酸的溶剂中反应生成了过氧乙酸,再由生成的过氧乙酸对原料甲萘胺进行氧化。以绿色化学试剂H2O2为氧化剂合成1,4-萘醌不需要催化剂,对环境无污染,反应条件温和,易于控制,且产品收率可高达52.2%。以锰矿粉为氧化剂,原料易得且生产成本低廉。实验发现采用硫酸对锰矿粉进行处理后,反应活性大大提高,在硫酸浓度为40%时,产品收率高达59.8%,且后处理过程简单,易于工业化。以NaClO为氧化剂,溶液pH值对整个体系的氧化还原电位起着决定性的作用,反应较难控制,后处理较麻烦,得到的产物纯度不高。以无机酸(HNO3和混酸)为氧化剂时,反应较为剧烈,实验危险性较大,且会产生污染性气体NOx,因此不易于工业化。
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