阅读说明：本技术 经蒽的烷基化制备2-烷基蒽再经催化氧化工艺制备2-烷基蒽醌的方法 (Method for preparing 2-alkyl anthracene by alkylation of anthracene and preparing 2-alkyl anthraquinone by catalytic oxidation process ) 是由 郑博 毛俊义 朱振兴 潘智勇 费建奇 宗保宁 于 2019-04-15 设计创作，主要内容包括：本发明涉及2-烷基蒽醌的制备领域,具体公开了一种经蒽的烷基化制备2-烷基蒽再经催化氧化工艺制备2-烷基蒽醌的方法,包括：将蒽与烷基化试剂接触进行烷基化反应,制备含有烷基蒽的反应产物,所述烷基化反应溶剂为20℃时介电常数为1-10的溶剂A与20℃时介电常数为大于10至小于或等于50的溶剂B的组合；将含有烷基蒽的反应产物进行分离,所述分离方法包括：熔融结晶分离蒽和蒸馏分离2-烷基蒽；将2-烷基蒽与氧化剂接触进行氧化反应。本发明具有2-烷基蒽选择性高、分离操作难度显著降低、氧化体系绿色高效,氧化催化剂容易分离且活性高的特点。(The invention relates to the field of preparation of 2-alkylanthraquinone, and particularly discloses a method for preparing 2-alkylanthraquinone by alkylation of anthracene and preparing 2-alkylanthraquinone by a catalytic oxidation process, which comprises the following steps: contacting anthracene with an alkylating agent for alkylation reaction to prepare a reaction product containing alkyl anthracene, wherein the alkylating reaction solvent is a combination of a solvent A with a dielectric constant of 1-10 at 20 ℃ and a solvent B with a dielectric constant of more than 10 and less than or equal to 50 at 20 ℃; separating the reaction product containing alkyl anthracene, the separation process comprising: melting crystallization separation of anthracene and distillation separation of 2-alkyl anthracene; 2-alkyl anthracene is contacted with an oxidant to carry out oxidation reaction. The invention has the characteristics of high selectivity of 2-alkyl anthracene, obviously reduced separation operation difficulty, green and high-efficiency oxidation system, easy separation of oxidation catalyst and high activity.)

经蒽的烷基化制备2-烷基蒽再经催化氧化工艺制备2-烷基蒽 醌的方法

技术领域

本发明涉及一种有机物的制备方法，具体地说，涉及一种经蒽的烷基化制备2-烷基蒽再经催化氧化工艺制备2-烷基蒽醌的方法。

背景技术

过氧化氢是一种重要的绿色基础化学品，具有很高的产业关联度，自2008年起，我国已成为过氧化氢生产的第一大国，2015年消耗量已超过1000万t/a(按27.5％计)。目前，国内外生产过氧化氢的工艺技术主要是蒽醌法。该工艺中的2-烷基蒽醌作为工艺过程的“载体”，直接影响着过氧化氢的品质和产量。苯酐法是生产2-烷基蒽醌的主要方法，但该工艺存在严重的污染问题。生产1吨2-乙基蒽醌，需要投入1.76吨无水AlCl₃和4.2吨发烟H₂SO₄(20％)，且两者回收难度大。因此，从环境保护及清洁化生产角度考虑，开发2-烷基蒽醌的绿色化生产工艺是十分重要的。

US 4255343中公开了一种2-叔戊基蒽的合成方法，该方法将蒽、三氯苯、甲磺酸在一定温度和压力条件下均匀混合后，再向体系中引入烯烃与蒽发生烷基化反应。固体产物主要是剩余的蒽及系列烷基蒽产物，其中蒽占42重量％，2-烷基蒽占47重量％，其余为蒽双取代产物和其他副产物。

TW 200623958中公开了一种采用离子液体催化蒽烷基化的方法，该方法提到的烷基化反应的催化体系为含有60-93.7重量％离子液体和1-8重量％氯化铝的混合物。在实施例中，以BmimPF₆作为溶剂，并加入适量AlCl₃，催化蒽与叔丁基氯在70℃下发生烷基化反应，产物2,6-叔丁基蒽的产率为90％。

Perezromero等采用H₂O₂氧化蒽或2-烷基蒽制备相应的蒽醌，催化剂为含Cu的Tp^xCu(NCMe)，80℃反应2h后，蒽转化率为95％，蒽醌选择性为98％。

US 3953482中公开了一种采用H₂O₂氧化2-烷基蒽制2-烷基蒽醌的方法。以脂肪醇为溶剂、浓盐酸为催化剂、H₂O₂(60％)为氧化剂，在常压40-100℃下反应60min，即可获得较好的反应效果。2-戊基蒽转化率为94％，2-戊基蒽醌选择性高达97％。

综上可知，目前尚无关于以蒽为原料制备2-烷基蒽醌的全套工艺技术的报道。

发明内容

本发明的目的是在现有技术的基础上，提供一种新的经蒽的烷基化制备2-烷基蒽再经催化氧化工艺制备2-烷基蒽醌的方法，即以蒽为原料经烷基化反应-分离制备2-烷基蒽，2-烷基蒽再经氧化反应制备2-烷基蒽醌的整体工艺。

本发明提供了一种经蒽的烷基化制备2-烷基蒽再经催化氧化工艺制备2-烷基蒽醌的方法，其中，所述制备方法包括以下步骤：

(1)在烷基化条件下以及在烷基化反应溶剂和催化剂的存在下，将蒽与烷基化试剂接触进行烷基化反应，制备含有烷基蒽的反应产物，所述烷基化反应溶剂为20℃介电常数为1-10的溶剂A与20℃介电常数为大于10至小于或等于50的溶剂B的组合；

(2)将经步骤(1)获得的含有烷基蒽的反应产物进行分离，所述分离方法包括：熔融结晶分离蒽和蒸馏分离2-烷基蒽；

(3)在氧化条件下以及在氧化反应溶剂和催化剂的存在下，将经步骤(2)获得的2-烷基蒽与氧化剂接触进行氧化反应，所述氧化剂为过氧化氢，所述催化剂含有载体和负载在载体上的金属活性组分，所述金属活性组分选自碱土金属、过渡金属和镧系金属中的一种或多种。

本发明提供的2-烷基蒽醌的制备的整体技术路线合理可行，为2-烷基蒽醌的绿色化制备开辟了新的方向。本发明提供的方法中通过在烷基化反应过程中采用组合溶剂作为反应介质，可以有效调控反应溶剂性质，发挥溶剂化作用，提升蒽的溶解性，并促进烷基化反应进行。本发明提供的方法中通过熔融结晶-蒸馏耦合分离技术，可显著降低蒽-烷基蒽产物分离过程的操作难度，提高了中间目标产物2-烷基蒽的纯度和总收率。

本发明提供的方法中，构建的2-烷基蒽催化氧化体系简单高效，催化剂不仅易于回收，而且活性较高，可实现2-烷基蒽的高选择性氧化制备2-烷基蒽醌。

优选情况下，本发明提供的方法中通过在2-烷基蒽氧化制备蒽醌的反应过程中，采用组合溶剂体系，可通过调配溶剂性质，强化2-烷基蒽的氧化反应，提高反应选择性及产物收率。

此外，本发明提供的方法还具有工艺过程简单、高效、污染小的优点。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的

具体实施方式

一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。

图1是本发明提供的一种具体实施方式的经蒽的烷基化制备2-烷基蒽再经催化氧化工艺制备2-烷基蒽醌的方法的流程图；

图2是本发明提供的一种具体实施方式的蒽烷基化产物分离，熔融结晶-多步减压蒸馏耦合工艺；

图3是本发明提供的一种具体实施方式的蒽烷基化产物分离，熔融结晶-多步减压蒸馏耦合工艺；

图4是本发明提供的蒽烷基化产物分离，熔融结晶-减压蒸馏工艺中所述熔融结晶步骤的流程图。

具体实施方式

在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。

本发明中，2-烷基蒽醌指的是2-烷基-9,10-蒽醌，以下简称2-烷基蒽醌。

根据本发明，所述经蒽的烷基化制备2-烷基蒽再经催化氧化工艺制备2-烷基蒽醌的方法包括以下步骤：

(1)在烷基化条件下以及在烷基化反应溶剂和催化剂的存在下，将蒽与烷基化试剂接触进行烷基化反应，制备含有烷基蒽的反应产物，所述烷基化反应溶剂为20℃时介电常数为1-10的溶剂A与20℃时介电常数为大于10至小于或等于50的溶剂B的组合；

(2)将经步骤(1)获得的含有烷基蒽的反应产物进行分离，所述分离方法包括：熔融结晶分离蒽和蒸馏分离2-烷基蒽；

(3)在氧化条件下以及在氧化反应溶剂和催化剂的存在下，将经步骤(2)获得的2-烷基蒽与氧化剂接触进行氧化反应，所述氧化剂为过氧化氢，所述催化剂含有载体和负载在载体上的金属活性组分，所述金属活性组分选自碱土金属、过渡金属和镧系金属中的一种或多种。

根据本发明，经步骤(1)获得的反应产物中含蒽环结构的物质包括剩余的蒽、2-烷基蒽及其他系列烷基蒽产物。本领域技术人员公知的是，若原料蒽不能完全转化，则反应产物中还含有剩余的蒽。若烷基蒽非单一物质，则烷基蒽也可以为混合物。所以，由原料蒽制备含有烷基蒽的反应产物通常含有蒽、2-烷基蒽及其他系列烷基蒽产物。

根据本发明，如图1所示，步骤(1)中，由蒽制备含有烷基蒽的反应产物的方法包括：在烷基化条件下以及在烷基化反应溶剂和催化剂的存在下，将蒽与烷基化试剂接触进行烷基化反应。

根据本发明，将蒽与烷基化试剂和催化剂接触的方式可以为各种能够实现蒽的烷基化制备得到烷基蒽的方式。优选地，为了反应更为充分，所述接触的方式为：将含有蒽、催化剂和烷基化反应溶剂的原料液与烷基化试剂接触进行烷基化反应。具体来说，为了能够保证烷基化反应更好的进行，先将蒽和催化剂以及烷基化反应溶剂配置成蒽-催化剂-烷基化反应溶剂的原料液，而后再加入烷基化试剂进行烷基化反应。优选地，蒽-催化剂-烷基化反应溶剂的原料液的配制温度为100-250℃，更优选为120-200℃。

本发明的发明人发现，在步骤(1)的烷基化反应中，采用20℃时介电常数为1-10的溶剂A与20℃时介电常数为大于10至小于或等于50的溶剂B的组合溶剂作为烷基化反应溶剂，可针对性地调控溶剂性质，借助溶剂化作用，强化原料蒽的溶解及促进烷基化反应的发生，提高蒽的转化。

根据本发明，优选情况下，所述溶剂A为C₆以上，更优选为C₆-C₁₂的链烷烃、环烷烃以及芳香烃中的一种或多种；其中，所述芳香烃为取代或未取代，优选为苯的一元或多元取代物中的一种或多种，更优选为苯的多元取代物中的一种或多种，取代基优选为C₁-C₄的烷基和卤族元素中的一种或多种。进一步优选，所述溶剂A为苯的多烷基取代物中的一种或多种，最优选，所述溶剂A选自1,3,5-三甲苯、1,2,3,5-四甲基苯、1,3,4,5-四甲基苯、1,3,5,6-四甲基苯和2,3,5,6-四甲基苯中的一种或多种。

根据本发明，优选情况下，所述溶剂B为N-烷基取代酰胺，其中，烷基取代基的个数为1-2，每个烷基取代基各自独立地为C₁-C₄的烷基；更优选，所述溶剂B选自N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺和N,N-二甲基丙酰胺中的一种或多种，最优选，所述溶剂B为N,N-二甲基甲酰胺。

根据本发明，步骤(1)的烷基化反应溶剂只要为溶剂A和溶剂B的组合即可以实现本发明的发明目的，但是，为了更好地实现本发明通过调控溶剂性质来强化烷基化反应的发明目的，所述溶剂A与溶剂B的体积比为0.01-100，更优选为0.1-10。

根据本发明，步骤(1)中，烷基化反应溶剂的用量没有特别限定，烷基化反应溶剂的用量只要保证蒽能够充分溶解，以达到提供良好的反应介质的作用即可。优选情况下，以蒽和烷基化反应溶剂的总重量为基准，蒽的含量为5-60重量％，优选为8-50重量％。

根据本发明，步骤(1)中，除了烷基化反应溶剂为本发明提供的组合溶剂之外，所述蒽烷基化反应的其他条件可以按照本领域常规的方式进行。

根据本发明，步骤(1)中，所述烷基化试剂可以为本领域技术人员所公知的各种能够将烷基引入蒽环以制备烷基蒽的烷基化试剂，例如，所述烷基化试剂可以为含有2-8个碳原子的烯烃、醇、卤代烃以及醚类等物质中的一种或多种，优选为含有4-6个碳原子的烯烃、醇、卤代烃以及醚类等物质中的一种或多种，更优选为含有4-6个碳原子的单烯烃。

根据本发明，步骤(1)中，所述烷基化试剂的用量以能够实现将烷基引入蒽环以制备烷基蒽为准，优选情况下，蒽与烷基化试剂的摩尔比为0.2:1-20:1，更优选为0.5:1-5:1。

根据本发明，步骤(1)中，烷基化反应发生条件一般包括：反应温度可以为100-250℃，优选为120-200℃；反应时间可以为0.01-48h，优选为0.5-24h；反应压力可以为0-1MPa，优选为0.05-0.5MPa。

根据本发明，步骤(1)中，为了使得所述烷基化反应能够更容易进行，所述烷基化反应在催化剂的存在下进行。具体来说，所述催化剂可以为能够催化蒽发生烷基化反应的任何形式和种类的酸催化剂，例如，所述催化剂为固体酸催化剂。

其中，所述固体酸包括沸石及类沸石催化剂、粘土、金属氧化物及金属混合氧化物、负载型酸、硫酸化氧化物、层状过渡金属氧化物、金属盐、杂多酸和树脂催化剂，所述固体酸优选选自沸石类催化剂、负载型酸、杂多酸和树脂催化剂中的一种或多种。例如，对于沸石类催化剂，所述固体酸催化剂含有活性分子筛和粘结剂。本发明对所述固体酸催化剂中的活性分子筛和粘结剂的含量没有特别限定，只要粘结剂的量足以使活性分子筛成型并具有一定强度，且活性分子筛的含量足以实现催化作用即可。一般地，以所述固体酸催化剂的总重量为基准，所述活性分子筛的含量可以为1-99重量％，粘结剂的含量可以为1-99重量％。从平衡催化剂的强度以及催化活性的角度出发，以所述固体酸催化剂的总重量为基准，活性分子筛的含量为30-95质量％，粘结剂的含量为5-70质量％。

本发明对于所述活性分子筛以及粘结剂的种类没有特别限定，可以为本领域的常规选择。一般地，所述活性分子筛可以选自X分子筛、Y分子筛、β分子筛、ZSM-5分子筛、SAPO分子筛和介孔分子筛中的一种或多种，优选为Y型分子筛。所述粘结剂可以是无机粘结剂或者有机粘结剂，优选为无机粘结剂。所述无机粘结剂可以为耐热无机氧化物和/或硅酸盐，例如所述粘结剂可以为氧化铝、氧化硅、氧化钛、氧化镁、氧化锆、氧化钍、氧化铍和粘土中的一种或多种，更优选为氧化铝。

根据本发明，所述催化剂的用量亦可以参考本领域的常规用量，以含有蒽、烷基化反应溶剂和催化剂的原料液的总重量为基准，催化剂的含量可以为0.01-50重量％，优选为0.5-30重量％。

此外，本发明对于固体酸催化剂的形状没有特别限定，可以为本领域的常规选择。例如，可以为球形、条形、环形、三叶草形等，为了便于填料，优选为球形颗粒，球形颗粒的粒径范围可以为10μm-1000μm，更优选为20-300μm。

根据本发明，步骤(1)中，由原料蒽制备烷基蒽的过程需要使用催化剂，可以根据催化剂的性质，在步骤(1)之后，步骤(2)之前，采用本领域常规的分离方法分离反应后的催化剂。

根据物性分析可知，蒽的沸点为340℃，烷基蒽产物与蒽属同系物，彼此间存在沸点差异，可通过减压蒸馏技术来实现产物分离。但是技术难点在于，蒽的熔点高达215℃，单独采用减压蒸馏技术来分离高凝固点的蒽，操作难度大，一旦管路保温出现问题，极易发生堵塞现象，严重影响工艺的连续稳定运行。另外，蒽极易升华，升华温度难以控制，管路发生堵塞的机会显著增加。因此，单纯采用减压蒸馏技术来实现蒽-烷基蒽产物的分离是不切实际的。

因此，本发明的发明人提出采用熔融结晶-蒸馏分离的方法分离蒽和烷基蒽产物。烷基蒽由于侧链取代基团的存在，破坏了蒽环结构的高度规整性，使得烷基蒽产物熔点明显降低，比如低碳数烷基蒽类产物(1<蒽的烷基侧链碳数j1<8)的熔点范围在130-150℃，高碳数烷基蒽类产物(7<蒽的烷基侧链碳数j2<18)的熔点范围在150-190℃，均明显低于蒽的熔点215℃，烷基蒽与蒽之间存在较大的熔点差异。为此，本发明的发明人提出先采用熔融结晶技术，将熔点最高且最难实现分离操作的蒽通过结晶的方式分离除去，而后针对高沸点的烷基蒽混合物，根据沸点差异，采用一步或多步减压蒸馏技术实现进一步分离。

基于此，根据本发明，经步骤(1)获得的含有烷基蒽的反应产物含有蒽和含有2-烷基蒽的系列烷基蒽产物；所述步骤(2)包括：

(2-2)将经步骤(1)获得的含有烷基蒽的反应产物升温至熔融状态，并进行冷却结晶，分离得到蒽晶体以及含有2-烷基蒽的系列烷基蒽产物的料液，然后将蒽晶体升温进行发汗，并分离发汗液和蒽晶体；

(2-3)通过一步或多步蒸馏从含有2-烷基蒽的系列烷基蒽产物中分离2-烷基蒽。

根据本发明的一种具体实施方式，如图4所示，所述熔融结晶步骤可以在熔融结晶系统中进行，在该系统内可以实现蒽从反应产物混合物中的结晶分离。所述熔融结晶系统包括中间熔融罐和熔融结晶器。在蒸馏塔内加热熔融的含有蒽和系列烷基蒽产物的熔融产物送入中间熔融罐后，再引入熔融结晶器。其中用来实现熔融结晶过程的设备为熔融结晶器，该结晶过程可以是层状结晶或者悬浮结晶，操作方式可以是间歇操作或者连续操作，对此本发明并不限定，但更优选为间歇操作的层状结晶方式。通过向熔融结晶器内引入换热介质，来实现器内温度的升高和降低。当加热熔融的物料进入熔融结晶器后，通过冷却介质降温，使得高熔点的蒽结晶析出，进而实现蒽与系列烷基蒽产物的分离。

根据本发明，在(2-2)的熔融结晶步骤中，为了更好地实现蒽的结晶分离，熔融温度控制为200-270℃，优选为210-250℃。

根据本发明，熔融结晶过程主要包括冷却结晶、发汗以及优选地蒽晶体的升温再熔融三个步骤。

根据本发明，冷却结晶的温度可以为180-210℃，优选为190-200℃。为了更好地实现蒽的结晶分离，冷却结晶的降温速率可以为0.1-10℃/h，优选为0.5-5℃/h，冷却结晶的时间，即晶体生长时间可以控制为1-5h，优选为1.5-4h。

根据本发明，为了提高结晶速率，在冷却结晶过程中，还优选包括加入晶种蒽的步骤，所述晶种蒽的加入量可以根据冷却结晶过程的具体情况而定，进一步优选，所述晶种蒽的加入量为熔融混合物质量的0.1-10重量％，更优选为0.2-5重量％。

根据本发明，为了进一步提高晶体蒽的纯度，需要进一步对蒽晶体进行发汗操作。当晶层形成后，通过控制晶层温度的升高速率，使得晶体层的温度缓慢接***衡温度，由于晶体层内的杂质分布不均，含有杂质较多的局部晶体熔点较低，会首先融化并以发汗的形式脱离晶体，通过控制该过程的发汗速率和发汗程度，可显著提高晶体的纯度和分离精度，进而实现蒽与烷基蒽产物的彻底分离，降低了后续烷基蒽产物分离提纯的压力。

根据本发明，在熔融结晶步骤中，从进一步提高晶体的纯度和分离精度的角度考虑，将蒽晶体进行发汗的升温速率控制在0.1-8℃/h，优选为0.2-4℃/h。升温至停止发汗的温度不能使得结晶的蒽晶体融化，因此，升温至停止发汗的温度必须低于蒽晶体的熔融温度，优选升温至停止发汗的温度为低于或等于210℃，更优选，升温至比冷却结晶温度高5-15℃，并低于210℃时停止发汗。在遵循上述发汗停止温度的原则下，发汗结束温度可以为190-210℃，更优选为195-205℃。为了进一步提高晶体蒽的纯度，还可以控制发汗量，使得发汗量为晶体质量的5-40重量％，更优选为10-30重量％。

根据本发明，为了进一步提高分离精度，将收集的发汗液循环使用，即将发汗液循环回熔融结晶步骤，与含有烷基蒽的反应产物，即含有蒽和系列烷基蒽产物的混合物一起进行升温熔融和冷却结晶。

根据本发明，在发汗结束后，还可以将分离出的蒽晶体温度升高至215℃以上，晶体蒽全部融化为液体后，收集并回用。

按照本发明的方法进行熔融结晶后，收集的未结晶的物料，即主要由系列烷基蒽产物组成的含有2-烷基蒽的系列烷基蒽产物的料液(基本不含有蒽)。

根据本发明，含有2-烷基蒽的系列烷基蒽产物的沸点均高于蒽的沸点(340℃)，因此，需要采用蒸馏技术来进一步实现系列烷基蒽产物分离的目的。因此，可以通过一步或多步蒸馏从含有2-烷基蒽的系列烷基蒽产物中分离2-烷基蒽。

根据本发明，步骤(2-3)中，当含有2-烷基蒽的系列烷基蒽产物为两种物质的混合物，或者为三种物质以上的混合物，而2-烷基蒽的沸点为最低或最高；则进行一步蒸馏分离2-烷基蒽。步骤(2-3)中，当含有2-烷基蒽的系列烷基蒽产物为三种物质以上的混合物，而2-烷基蒽的沸点处于混合物中沸点最高的物质和沸点最低的物质之间；则进行多步蒸馏。

根据本发明的一种具体实施方式，步骤(2-3)中，所述多步蒸馏的方法包括：

方式1：如图2所示，将含有2-烷基蒽的系列烷基蒽产物的料液进行第一蒸馏，分离得到含有轻组分Cj1-蒽的馏出物，以及含有重组分Cj2-蒽的塔底产物；将含有轻组分C1j-蒽的馏出物进行第二蒸馏，得到含有轻组分Cj3-蒽的馏出物，以及含有目标产物Ci-蒽的塔底产物；

其中，轻组分Cj1-蒽为烷基侧链总碳数j1为1＜j1＜i+1的整数的烷基蒽产物，重组分Cj2-蒽为烷基侧链总碳数j2为i＜j2＜41的整数的烷基蒽产物，轻组分Cj3-蒽为烷基侧链总碳数j3为1＜j3＜i的整数的烷基蒽产物；

其中，目标产物Ci-蒽中，i表示烷基侧链总碳数，i＝4-7的整数，取代位置在2位，即2-烷基蒽，烷基侧链总碳数为4-7。

第一蒸馏的条件包括：蒸馏塔顶压力为0.01-20KPa，塔底温度为180-360℃，理论板数为20-90，塔顶回流比为0.5-8。更优选，塔顶压力为0.1-10KPa，塔底温度为210-340℃，理论板数为30-75，塔顶回流比为1-7。进一步优选地，蒸馏塔顶压力为0.5-2KPa，塔底温度为220-320℃，理论板数为40-75，塔顶回流比为1-3。在此操作条件下，塔底产物主要是Cj2-蒽产物(烷基侧链总碳数j2为i＜j2＜41的整数)，塔顶馏出物为Cj1-蒽产物(烷基侧链总碳数j1为1＜j1＜i+1的整数)。

第二蒸馏的条件包括：蒸馏塔顶压力为0.01-20KPa，塔底温度为180-330℃，理论板数为20-90，塔顶回流比为0.5-8。更优选，塔顶压力为0.1-10KPa，塔底温度为200-310℃，理论板数为30-75，塔顶回流比为1-7。进一步优选地，蒸馏塔顶压力为0.5-2KPa，塔底温度为220-300℃，理论板数为40-75，塔顶回流比为1-5。在此操作条件下，塔底产物为目标产物Ci-蒽(2-烷基蒽，烷基侧链总碳数为4-7)，塔顶馏出物为Cj3-蒽的产物(烷基侧链总碳数j3为1＜j3＜i的整数)。

例如，如图2所示，烷基蒽混合物为C2-蒽至C20-蒽的连续同系物混合物，而C5-蒽是分离的目标产物。经过第一蒸馏，塔顶得到轻组分包括C2-蒽至C5-蒽，而塔底得到的重组分包括C6-蒽至C20-蒽。将C2-蒽至C5-蒽的混合物经第二蒸馏，塔顶得到的轻组分包括C2-蒽至C4-蒽的混合物，而塔底得到目标产物C5-蒽。

或者，

方式2：如图3所示，将含有2-烷基蒽的系列烷基蒽产物的料液进行第三蒸馏，得到含有轻组分Cm1-蒽的馏出物，以及含有重组分Cm2-蒽的塔底产物；将含有重组分Cm2-蒽的塔底产物进行第四蒸馏，得到含有目标产物Ci-蒽的馏出物，以及含有重组分Cm3-蒽的塔底产物；

其中，轻组分Cm1-蒽为烷基侧链总碳数m1为1＜m＜i的整数的烷基蒽产物，重组分Cm2-蒽为烷基侧链总碳数m2为i-1＜m2＜41的整数的烷基蒽产物，Cm3-蒽为烷基侧链总碳数m3为i＜m3＜41的整数的烷基蒽产物；

其中，目标产物Ci-蒽中，i表示烷基侧链总碳数，i＝4-7的整数，取代位置在2位，即2-烷基蒽，烷基侧链总碳数为4-7。

第三蒸馏的条件包括：蒸馏塔顶压力为0.01-20KPa，塔底温度为180-360℃，理论板数为20-90，塔顶回流比为0.5-8。更优选，塔顶压力为0.1-10KPa，塔底温度为210-340℃，理论板数为30-75，塔顶回流比为1-7。进一步优选地，蒸馏塔顶压力为0.5-2KPa，塔底温度为220-320℃，理论板数为40-75，塔顶回流比为1-3。在此操作条件下，塔底产物主要是Cm2-蒽产物(烷基侧链总碳数m2为i-1＜m2＜41的整数)，塔顶馏出物为Cm1-蒽产物(烷基侧链总碳数m1为1＜m＜i的整数)。

第四蒸馏的条件包括：蒸馏塔顶压力为0.01-20KPa，塔底温度为180-330℃，理论板数为20-90，塔顶回流比为0.5-8。更优选，塔顶压力为0.1-10KPa，塔底温度为200-310℃，理论板数为30-75，塔顶回流比为1-7。进一步优选地，蒸馏塔顶压力为0.5-2KPa，塔底温度为220-300℃，理论板数为40-75，塔顶回流比为1-5。在此操作条件下，塔顶馏出物为目标产物Ci-蒽(2-烷基蒽，烷基侧链总碳数为4-7)，塔底产物为Cm3-蒽的产物(烷基侧链总碳数m3为i＜m3＜41的整数)。

例如，如图3所示，烷基蒽混合物为C2-蒽至C20-蒽的连续同系物混合物，而C5-蒽是分离的目标产物。经过第三蒸馏，塔顶得到轻组分包括C2-蒽至C4-蒽，而塔底得到的重组分包括C5-蒽至C20-蒽。将C5-蒽至C20-蒽的混合物经第四蒸馏，塔顶得到目标产物C5-蒽，塔底得到的重组分包括C6-蒽至C20-蒽。

根据本发明，多步减压蒸馏中的每一减压蒸馏的具体操作条件均可以根据每一减压蒸馏过程中塔顶馏出物与塔底产物的不同馏程范围在其操作温度和压力范围内进行适当选择。

根据本发明，多步减压蒸馏可以采用本领域公知的各种减压蒸馏设备，例如：筛板塔或者填料塔，更优选填料塔。

根据本发明，根据步骤(1)反应的不同的方法和操作条件，可能会带入或产生沸点低于蒽的其他物质，例如反应溶剂及其他副产物(例如烷基化反应后剩余的烷基化试剂)，称之为轻组分。因此，经步骤(1)获得的含有烷基蒽的反应产物还含有反应溶剂。在熔融结晶分离蒽和蒸馏分离2-烷基蒽之前，还包括分离反应溶剂的步骤(2-1)。所述分离溶剂的方法可以采用本领域常规的分离方法除去。优选情况下，从进一步提高分离效率以及操作简便的角度考虑，采用常压蒸馏的方法分离含有烷基蒽产物的混合液中的反应溶剂。根据本发明的一种具体实施方式，所述(2-1)所述分离方法包括：将经步骤(1)获得的含有烷基蒽的反应产物在蒸馏塔中进行蒸馏，得到含有反应溶剂的馏出物以及含有蒽和含有2-烷基蒽的系列烷基蒽产物的塔底产物。此外，可以将分离的反应溶剂按照反应的要求循环使用或者收集处理。此外，其他副产物的分离方法也可以在对蒽-烷基蒽分离之前进行分离，可通过常规的分离方法除去，例如蒸馏。

优选情况下，步骤(2-1)中，蒸馏的条件包括：蒸馏塔底温度为100-300℃，优选为150-200℃，蒸馏塔顶压力为常压。

根据本发明，经分离得到中间产物2-烷基蒽，可经反应制备2-烷基蒽醌。根据本发明，步骤(3)中，由经步骤(2)获得的2-烷基蒽制备2-烷基蒽醌的方法为将2-烷基蒽经氧化反应制备2-烷基蒽醌。具体来说，步骤(3)中，由经步骤(2)获得的2-烷基蒽制备2-烷基蒽醌的方法包括：在氧化条件下以及在氧化反应溶剂和催化剂的存在下，将经步骤(2)获得的2-烷基蒽与氧化剂接触进行氧化反应，所述氧化剂为过氧化氢，所述催化剂含有载体和负载在载体上的金属活性组分，所述金属活性组分选自碱土金属、过渡金属和镧系金属中的一种或多种。

根据本发明，步骤(3)中，将氧化剂过氧化氢与本发明所述负载型催化剂组合使用，可实现2-烷基蒽高选择性氧化制备2-烷基蒽醌，氧化体系简单高效，催化剂易于回收且活性高。

优选情况下，步骤(3)中，所述催化剂中的金属活性组分选自ⅣB族、ⅤB族、ⅥB族、ⅦB族、Ⅷ族金属以及镧系金属中的一种或多种，更优选为镧系金属与选自ⅣB族、ⅤB族、ⅥB族、ⅦB族和Ⅷ族金属中至少一种的组合。具体来说，所述ⅣB族金属可以为Ti、Zr，所述ⅤB族金属可以为V、Nb、Ta，所述ⅥB族金属可以为Cr、Mo、W，所述ⅦB族金属可以为Mn、Re，所述Ⅷ族金属可以为Fe、Co、Ni、Ru、Rh、Pd、Os、Ir、Pt，所述镧系金属可以为La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu。进一步优选，所述金属活性组分选自Ti、Zr、V、Cr、Mo、Mn、Ru和La中的一种或多种，最优选为La与选自V、Ti、Zr、Cr、Mn、Ru和Mo中至少一种的组合。所述催化剂中的载体可以选自耐热无机氧化物和分子筛中的一种或多种，优选为耐热无机氧化物。所述耐热无机氧化物可以选自二氧化硅、氧化镁和硅铝复合氧化物中的一种或多种，其中，在所述硅铝复合氧化物中，以氧化物计，SiO₂的含量可以为0.01-70重量％，优选为5-40重量％，Al₂O₃的含量可以为30-99.9重量％，优选为60-95重量％。

本发明对于所述催化剂中载体和金属活性组分的含量没有特别限定，所述催化剂中载体的含量以及金属活性组分的含量以能够实现催化作用为准。进一步优选，以所述催化剂中载体的重量为基准，以元素含量计，活性金属组分的含量为0.01-40重量％，更优选为0.1-30重量％。进一步优选地，为了进一步提高所述催化剂的催化性能，所述催化剂中的活性金属组分为镧系金属与过渡金属的组合时，以元素含量计，过渡金属与镧系金属的质量比为1-20:1。

根据本发明，所述催化剂可以参照本领域常规的浸渍法制备，可以选择例如干式浸渍法(即等体积浸渍法)进行制备，也可以选择例如初湿含浸法进行浸渍制备。具体方法包括：用含有金属的可溶性化合物的溶液浸渍载体，将经浸渍的载体干燥、焙烧，所述金属的可溶性化合物为选自碱土金属、过渡金属和镧系金属中的一种或多种金属的可溶性化合物。

其中，当金属活性组分中的金属为多种元素时，用含有金属的可溶性化合物的溶液浸渍载体的方法可以按如下两种方法进行：(1)可以将多种金属的可溶性化合物的溶液制成一种混合溶液后再浸渍所述载体；(2)也可以用各种金属的可溶性化合物依次浸渍所述载体(用各种金属的可溶性化合物的溶液浸渍载体的次序可以任意选择)。

根据本发明，用含有金属的可溶性化合物的溶液浸渍载体的条件一般包括温度和时间，浸渍的温度可以为0-100℃，优选为20-80℃，浸渍的时间可以根据金属的可溶性化合物的分散程度进行适当选择，优选情况下，浸渍的时间为为4-24h，更优选为6-12h。此外，含有金属的可溶性化合物的溶液中溶剂的用量一方面要满足使得金属活性组分的化合物能够充分溶解于溶剂中，另一方面也要保证载体的充分分散，优选情况下，以1g载体的重量计，含有金属的可溶性化合物的溶液中溶剂的用量为0.05-10ml，优选为0.1-5ml。根据本发明，所述溶液中的溶剂可以选自水、甲醇、乙醇、异丙醇、丁醇和戊醇中的一种或多种。

根据本发明，载体以及金属的可溶性化合物的用量的可选择范围较宽，优选情况下，载体以及金属的可溶性化合物的用量使得以所述催化剂中载体的重量为基准，以元素计的活性金属组分的含量为0.01-40重量％，更优选为0.1-30重量％。

根据本发明，所述金属的可溶性化合物为选自ⅣB族、ⅤB族、ⅥB族、ⅦB族、Ⅷ族金属以及镧系金属中的一种或多种金属的可溶性化合物，进一步优选，所述金属的可溶性化合物为选自Ti、Zr、V、Cr、Mo、Mn、Ru和La中的一种或多种金属的可溶性化合物。为了进一步提高所述催化剂的催化性能，所述金属的可溶性化合物为镧系金属的可溶性化合物与选自ⅣB族、ⅤB族、ⅥB族、ⅦB族和Ⅷ族金属中至少一种金属的可溶性化合物的组合，最优选为La与选自V、Ti、Zr、Cr、Mn、Ru和Mo中至少一种的金属的可溶性化合物的组合。

根据本发明，所述可溶性金属化合物通常为水溶性金属化合物，具体举例来说，Ti、Zr、V、Cr、Mo、Mn、Ru和La的可溶性金属化合物可以为该金属的硝酸盐、氯化物和铵盐等中的一种或多种；优选选自三氯化钛、硝酸锆、偏钒酸铵、铬酸铵、钼酸铵、硝酸锰、三氯化铑和硝酸镧中的一种或多种。

根据本发明，用含有金属的可溶性化合物的溶液浸渍载体后，将载体进行干燥的条件可以为常规的干燥条件，例如，干燥温度可以为90-125℃，干燥时间可以为1-12h。

根据本发明，用含有金属的可溶性化合物的溶液浸渍载体后并将经过干燥的载体进行焙烧的条件通常包括焙烧温度和焙烧时间，焙烧的温度可以为300-700℃，所述焙烧的持续时间可以根据焙烧的温度进行选择，一般可以为2-6h。所述焙烧一般在空气气氛中进行，所述空气气氛包括流动的气氛也包括静止的气氛。

根据本发明，步骤(3)中，为了方便操作，作为氧化剂的过氧化氢优选以过氧化氢水溶液的形式使用，过氧化氢水溶液的浓度没有特别限定，可以参考本领域的常规选择。

根据本发明，步骤(3)中，催化剂的用量的可选择范围较宽，优选情况下，以催化剂和氧化反应溶剂的总重量为基准，催化剂的含量为0.01-50重量％，优选为0.5-30重量％。

根据本发明，步骤(3)中，所述氧化反应溶剂为能够溶解2-烷基蒽的惰性有机溶剂。

根据本发明的一种具体实施方式，所述氧化反应溶剂为20℃时介电常数大于2.8的溶剂，优选地，氧化反应溶剂为20℃时介电常数大于2.8至小于或等于50的溶剂；更优选地，氧化反应溶剂为碳数为1-4的脂肪醇、四氢呋喃、丙酮、N-烷基取代酰胺和N-烷基吡咯烷酮中的一种或多种。其中，所述碳数为1-4的脂肪醇可以为一元醇也可以为多元醇。N-烷基取代酰胺中，烷基取代基的个数为1-2，每个烷基取代基各自独立地为C₁-C₄的烷基。最优选，所述氧化反应溶剂选自甲醇、叔丁醇、丙酮、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二甲基丙酰胺、N-甲基吡咯烷酮和N-乙基吡咯烷酮中的一种或多种。所述氧化反应溶剂的用量只要保证2-烷基蒽能够充分溶解，以达到提供良好的反应介质的作用即可。优选情况下，以2-烷基蒽和氧化反应溶剂的总重量为基准，2-烷基蒽的含量为0.1-80重量％，优选为5-50重量％。

根据本发明的另一种具体实施方式，所述氧化反应溶剂为20℃时介电常数为1-10的溶剂A与20℃时介电常数为大于10至小于或等于50的溶剂B的组合。本发明的发明人发现，在步骤(3)的氧化反应中，采用20℃时介电常数为1-10的溶剂A与20℃时介电常数为大于10至小于或等于50的溶剂B的组合溶剂作为氧化反应溶剂，可针对性地调控溶剂性质，借助溶剂化作用，强化2-烷基蒽的溶解及促进氧化反应的发生，提高2-烷基蒽的转化。

根据本发明，优选情况下，所述溶剂A为C₆以上，更优选为C₆-C₁₂的链烷烃、环烷烃以及芳香烃中的一种或多种；其中，所述芳香烃为取代或未取代，优选为苯的一元或多元取代物中的一种或多种，更优选为苯的多元取代物中的一种或多种，取代基优选为C₁-C₄的烷基和卤族元素中的一种或多种。进一步优选，所述溶剂A为苯的多烷基取代物中的一种或多种，最优选，所述溶剂A选自1,3,5-三甲苯、1,2,3,5-四甲基苯、1,3,4,5-四甲基苯、1,3,5,6-四甲基苯和2,3,5,6-四甲基苯中的一种或多种。

根据本发明，优选情况下，所述溶剂B为N-烷基取代酰胺，其中，烷基取代基的个数为1-2，每个烷基取代基各自独立地为C₁-C₄的烷基；更优选，所述溶剂B选自N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺和N,N-二甲基丙酰胺中的一种或多种，最优选，所述溶剂B为N,N-二甲基甲酰胺。

根据本发明，步骤(3)中，为了更好地实现本发明通过调控溶剂性质来强化氧化反应的发明目的，所述溶剂A与溶剂B的体积比为0.01-100，更优选为0.05-10。

根据上述第二种具体实施方式，步骤(3)中，所述氧化反应溶剂的用量只要保证2-烷基蒽能够充分溶解，以达到提供良好的反应介质的作用即可。优选情况下，以2-烷基蒽和氧化反应溶剂的总重量为基准，2-烷基蒽的含量为0.1-80重量％，优选为5-50重量％。

根据本发明，将2-烷基蒽与氧化剂和催化剂接触的方式可以为各种能够实现2-烷基蒽的氧化制备得到2-烷基蒽醌的方式。优选地，为了反应更为充分，所述接触的方式为：将含有2-烷基蒽和催化剂和氧化反应溶剂的原料液与氧化剂接触进行氧化反应。

根据本发明，步骤(3)中，除了上述的过氧化氢氧化剂与特定的催化剂的组合之外，所述氧化反应的条件和方法可以按照本领域常规的方式进行。

根据本发明，步骤(3)中，所述氧化剂的用量以能够实现将2-烷基蒽氧化以制备2-烷基蒽醌为准，优选情况下，所述氧化剂与2-烷基蒽的摩尔比为0.01:1-100:1，更优选为1:1-50:1。

根据本发明，步骤(3)中，氧化反应发生条件一般包括：反应温度可以为10-200℃，优选为20-120℃；反应时间可以为0.01-48h，优选为0.5-24h；反应压力可以为0-1MPa，优选为0-0.5MPa。

根据本发明，步骤(3)中，由2-烷基蒽制备2-烷基蒽醌的过程需要使用催化剂，可以根据催化剂的性质，采用本领域常规的分离方法分离出反应后催化剂。产物中2-烷基蒽醌为目标产物，如存在其他物质包括剩余的2-烷基蒽、溶剂和生成的副产物，可根据各物质性质的差异，采用常规的分离方法或组合分离方法分别除去或提纯。

以下将通过实施例对本发明进行详细描述。

物质组成数据采用色谱分析的方法获得。

色谱分析方法：Agilent公司7890A，色谱柱为DB-1(50m×0.25mm×0.25μm)。进样口温度：330℃，进样量：0.2μL，分流比为20:1，载气为氮气，恒流模式流速为0.7mL/min，程序升温：110℃保持10min后以5℃/min速率升至320℃，保持18min。FID检测器：温度为350℃，氢气流量：35mL/min，空气流量：350mL/min，尾吹气为氮气，流量：25mL/min。

(一)在步骤(1)的烷基化反应中，定义蒽转化率为X₁，基于摩尔量计算的物质选择性为S，(mol％)。采用各物质的色谱峰面积百分比来表示其质量分数，再结合摩尔质量，计算各物质的基于摩尔量的分数W，(mol％)。

采用AN表示蒽、Ci-AN表示2-烷基蒽、Cj-AN表示其他烷基蒽。

蒽转化率如式1所示：

2-烷基蒽选择性如式2所示：

(二)在步骤(2)的分离过程中，某物质的纯度B为该物质的质量分数，分离出的蒽纯度为B₁，分离出的2-烷基蒽纯度为B₂，基于色谱分析数据计算得出。对欲分离的蒽及烷基蒽混合物进行色谱分析。采用高纯2-烷基蒽和均三甲苯配置外标分析曲线，定量计算蒽及2-烷基蒽混合物中2-烷基蒽的含量，记为W₀，g。按照本发明提出的方法，实际分离得到的2-烷基蒽的量，记为W₁，g。分离过程收率Y计算如下如式3。

(三)在步骤(3)的氧化反应中，定义Ci-AN转化率为X₂，基于摩尔量计算的物质选择性为S，(mol％)。采用各物质的色谱峰面积百分比来表示其质量分数，再结合摩尔质量，计算各物质的基于摩尔量的分数W，(mol％)。

采用Ci-AN表示2-烷基蒽、Ci-AO表示2-烷基蒽醌、Ci-X表示其他副产物。

2-烷基蒽转化率如式4所示：

2-烷基蒽醌选择性如式5所示：

以下实施例1-17用于说明本发明提供的2-烷基蒽醌的制备。

实施例1

(一)烷基化反应。

蒽与异戊烯烷基化制备2-戊基蒽，均三甲苯和N,N-二甲基甲酰胺为组合溶剂，催化剂为含有活性Y型分子筛的球形催化剂，采用氧化铝作为粘结剂，以催化剂的总重量为基准，活性Y分子筛含量为82重量％，粘结剂的含量为18重量％，催化剂颗粒的平均粒径为100μm。在室温下，向2L搅拌釜加入蒽460g、均三甲苯640ml、N,N-二甲基甲酰胺160ml、催化剂205g。密封后，在转速为1000转/分下升温至165℃，压力0.3MPa。通过柱塞泵向釜内加入异戊烯151g，进料速率为6.6g/min。当异戊烯进料完毕后，维持反应条件不变继续反应270min，而后终止反应。同样条件反应10批次，分离催化剂后，统一收集烷基化反应产物作为烷基蒽分离的原料。

(二)分离。

将烷基化反应产物送入常压蒸馏系统，在常压下升温至165℃，可先后分出剩余的异戊烯、均三甲苯和N,N-二甲基甲酰胺等沸点低于蒽的轻组分。剩余为蒽-烷基蒽的固体混合物，将该混合物加热至220℃，使其处于熔融状态并送入间歇熔融结晶系统，熔融结晶器为列管式结晶器，通入冷却介质开始降温结晶。降温速率为0.5℃/h，冷却结晶温度为200℃，加入晶种蒽的量为熔融混合物质量的0.5重量％，晶体生长时间控制在2h。结晶过程结束后，排出未结晶的料液并送入减压蒸馏系统。对结晶器内的晶体进行缓慢升温发汗操作，升温速率为0.2℃/h，发汗结束温度为205℃，发汗量为晶体质量的25重量％，发汗液循环并与进入熔融结晶器的物料进行接触后，一同进行结晶操作。未结晶的烷基蒽混合物送入减压蒸馏系统进行第一减压蒸馏，塔顶压力为1KPa，塔底温度为259℃，理论板数为65，塔顶回流比为1.5。将塔顶馏出物进行第二减压蒸馏，塔顶压力为1KPa，塔底温度为248℃，理论板数为70，塔顶回流比为3。收集塔底产品2-戊基蒽。

(三)氧化反应。

负载型固体催化剂的制备：将2g六水硝酸镧、20g钼酸铵与80ml水混合均匀后，将133g载体SiO₂-Al₂O₃复合物(微球平均粒径为100μm，其中Al₂O₃含量为92重量％)分散于其中，浸渍6h后，在110℃下，置于烘箱中干燥12h后得到粉体，粉体在马弗炉中以5℃/min的加热速率加热至500℃，焙烧5h，得到负载型固体催化剂。以载体的重量为基准，以元素计，负载金属总量为8重量％。其中负载金属La的含量为0.48重量％，负载金属Mo的含量为7.52重量％，催化剂表达为La(0.48重量％)-Mo(7.52重量％)/SiO₂-Al₂O₃(92重量％)。重复上述步骤多次，制备足量催化剂。

2-戊基蒽液相氧化制备2-戊基蒽醌。向8L玻璃釜内加入甲醇3000ml、2-戊基蒽150g、上述负载型固体催化剂423g。反应在常压65℃下进行，通过蠕动泵向釜内加入双氧水1368g(过氧化氢含量为30重量％)，进料速率为2g/min。进料结束后，维持条件不变继续反应2h。反应结束后，通过沉降或过滤除去催化剂，再将反应液进行蒸馏，获得最终产品2-戊基蒽醌。

步骤(一)中蒽的转化率X₁、2-戊基蒽的选择性S_Ci-AN、步骤(二)中分离得到的蒽的纯度B₁、中间产物2-戊基蒽纯度B₂、2-戊基蒽分离过程总收率Y、步骤(三)中2-戊基蒽转化率为X₂以及2-戊基蒽醌选择性S_Ci-AO如表1所示。

对比例1

按照实施例1的方法制备2-烷基蒽醌，不同的是，在步骤(一)中仅采用均三甲苯作为反应溶剂；在步骤(二)中蒸除沸点小于蒽的轻组分后，不采用熔融结晶的方法分离蒽，而是直接采用减压蒸馏的方法。将分离蒽的蒸馏塔记为分蒽减压蒸馏系统，塔顶压力为8KPa，蒸馏温度为275℃，理论板数为20，塔顶回流比为0.7。将该塔底馏出物送入第一减压蒸馏和第二减压蒸馏，条件同实施例1。

在步骤(三)中，在5L玻璃釜内加入甲醇3000ml、2-戊基蒽150g、36重量％盐酸307g。反应在常压65℃下进行，通过蠕动泵向釜内加入双氧水342g(过氧化氢含量为30重量％)，进料速率为2g/min。进料结束后，维持条件不变继续反应2h。反应结束后，将釜内物料转移至20L玻璃搅拌釜内，加入2000ml均三甲苯和3000ml去离子水进行萃取洗涤，静置后分出上层含2-戊基蒽醌的均三甲苯相送去蒸馏，获得最终产品2-戊基蒽醌。

步骤(一)中蒽的转化率X₁、2-戊基蒽的选择性S_Ci-AN、步骤(二)中分离得到的蒽的纯度B₁、中间产物2-戊基蒽纯度B₂、2-戊基蒽分离过程总收率Y、步骤(三)中2-戊基蒽转化率为X₂以及2-戊基蒽醌选择性S_Ci-AO如表1所示。

实施例2

按照实施例1的方法制备2-烷基蒽醌，不同的是，步骤(二)中，降温速率为5.0℃/h，结晶温度为190℃，加入晶种蒽的量占熔融混合物质量的4重量％，晶体生长时间控制在4h。结晶过程结束后，排出未结晶的料液并送入减压蒸馏系统。对结晶器内的晶体进行缓慢升温发汗操作，升温速率为4℃/h，发汗结束温度为195℃，发汗量为晶体质量的10重量％，发汗液循环并与进入熔融结晶器的物料进行接触后，一同进行结晶操作。未结晶的烷基蒽混合物送入减压蒸馏系统进行第一减压蒸馏，塔顶压力为1KPa，塔底温度为259℃，理论板数为65，塔顶回流比为1.5。将塔顶馏出物进行第二减压蒸馏，塔顶压力为1KPa，塔底温度为248℃，理论板数为70，塔顶回流比为3。收集塔底产品2-戊基蒽。

步骤(一)中蒽的转化率X₁、2-戊基蒽的选择性S_Ci-AN、步骤(二)中分离得到的蒽的纯度B₁、中间产物2-戊基蒽纯度B₂、2-戊基蒽分离过程总收率Y、步骤(三)中2-戊基蒽转化率为X₂以及2-戊基蒽醌选择性S_Ci-AO如表1所示。

实施例3

按照实施例1的方法制备2-烷基蒽醌，不同的是，步骤(二)中，未结晶的烷基蒽混合物送入减压蒸馏系统进行第三减压蒸馏，塔顶压力为1KPa，塔底温度为252℃，理论板数为65，塔顶回流比为1.5。将塔底馏出物进行第四减压蒸馏，塔顶压力为1KPa，塔底温度为264℃，理论板数为70，塔顶回流比为3。收集塔顶产品2-戊基蒽。

步骤(一)中蒽的转化率X₁、2-戊基蒽的选择性S_Ci-AN、步骤(二)中分离得到的蒽的纯度B₁、中间产物2-戊基蒽纯度B₂、2-戊基蒽分离过程总收率Y、步骤(三)中2-戊基蒽转化率为X₂以及2-戊基蒽醌选择性S_Ci-AO如表1所示。

实施例4

按照实施例1的方法制备2-烷基蒽醌，不同的是，步骤(二)中，降温速率为2℃/h，结晶温度为192℃，加入晶种蒽的量占熔融混合物质量的2重量％，晶体生长时间控制在3h。结晶过程结束后，排出未结晶的料液并送入减压蒸馏系统。对结晶器内的晶体进行缓慢升温发汗操作，升温速率为2℃/h，发汗结束温度为197℃，发汗量为晶体质量的15重量％，发汗液循环并与进入熔融结晶器的物料进行接触后，一同进行结晶操作。未结晶的烷基蒽混合物送入减压蒸馏系统进行第一减压蒸馏，塔顶压力为1KPa，塔底温度为259℃，理论板数为40，塔顶回流比为1.5。将塔顶馏出物进行第二减压蒸馏，塔顶压力为1KPa，塔底温度为248℃，理论板数为40，塔顶回流比为3。收集塔底产品2-戊基蒽。

步骤(一)中蒽的转化率X₁、2-戊基蒽的选择性S_Ci-AN、步骤(二)中分离得到的蒽的纯度B₁、中间产物2-戊基蒽纯度B₂、2-戊基蒽分离过程总收率Y、步骤(三)中2-戊基蒽转化率为X₂以及2-戊基蒽醌选择性S_Ci-AO如表1所示。

实施例5

按照实施例1的方法制备2-烷基蒽醌，不同的是，步骤(二)中，降温速率为1℃/h，结晶温度为197℃，加入晶种蒽的量占熔融混合物质量的1重量％，晶体生长时间控制在1.5h。结晶过程结束后，排出未结晶的料液并送入减压蒸馏系统。对结晶器内的晶体进行缓慢升温发汗操作，升温速率为0.6℃/h，发汗结束温度为202℃，发汗量为晶体质量的20重量％，发汗液循环并与进入熔融结晶器的物料进行接触后，一同进行结晶操作。未结晶的烷基蒽混合物送入减压蒸馏系统进行第一减压蒸馏，塔顶压力为0.8KPa，塔底温度为239℃，理论板数为75，塔顶回流比为2。将塔顶馏出物进行第二减压蒸馏，塔顶压力为1.2KPa，塔底温度为274℃，理论板数为75，塔顶回流比为4。收集塔底产品2-戊基蒽。

步骤(一)中蒽的转化率X₁、2-戊基蒽的选择性S_Ci-AN、步骤(二)中分离得到的蒽的纯度B₁、中间产物2-戊基蒽纯度B₂、2-戊基蒽分离过程总收率Y、步骤(三)中2-戊基蒽转化率为X₂以及2-戊基蒽醌选择性S_Ci-AO如表1所示。

实施例6

按照实施例1的方法制备2-烷基蒽醌，不同的是，步骤(二)中，降温速率为1.5℃/h，结晶温度为195℃，加入晶种蒽的量占熔融混合物质量的1.5重量％，晶体生长时间控制在2.5h。结晶过程结束后，排出未结晶的料液并送入减压蒸馏系统。对结晶器内的晶体进行缓慢升温发汗操作，升温速率为1℃/h，发汗结束温度为199℃，发汗量为晶体质量的30重量％，发汗液循环并与进入熔融结晶器的物料进行接触后，一同进行结晶操作。未结晶的烷基蒽混合物送入减压蒸馏系统进行第一减压蒸馏，塔顶压力为1.2KPa，塔底温度为279℃，理论板数为65，塔顶回流比为1。将塔顶馏出物进行第二减压蒸馏，塔顶压力为0.8KPa，塔底温度为236℃，理论板数为70，塔顶回流比为1。收集塔底产品2-戊基蒽。

步骤(一)中蒽的转化率X₁、2-戊基蒽的选择性S_Ci-AN、步骤(二)中分离得到的蒽的纯度B₁、中间产物2-戊基蒽纯度B₂、2-戊基蒽分离过程总收率Y、步骤(三)中2-戊基蒽转化率为X₂以及2-戊基蒽醌选择性S_Ci-AO如表1所示。

实施例7

当2-丁基蒽醌作为目标产物时，其他物料和反应条件均同实施例1，不同的是，步骤(一)中，将2-甲基-2-丁烯换为异丁烯，用量为121g，其他按照实施例1的方法进行烷基化反应。步骤(二)中，降温速率为0.5℃/h，冷却结晶温度为200℃，加入晶种蒽的量为熔融混合物质量的0.5重量％，晶体生长时间控制在2h。结晶过程结束后，排出未结晶的料液并送入减压蒸馏系统。对结晶器内的晶体进行缓慢升温发汗操作，升温速率为0.2℃/h，发汗结束温度为205℃，发汗量为晶体质量的25重量％，发汗液循环并与进入熔融结晶器的物料进行接触后，一同进行结晶操作。未结晶的烷基蒽混合物送入减压蒸馏系统进行第一减压蒸馏，塔顶压力为1KPa，塔底温度为250℃，理论板数为65，塔顶回流比为1.5。将塔顶馏出物进行第二减压蒸馏，塔顶压力为1KPa，塔底温度为238℃，理论板数为70，塔顶回流比为3。收集塔底产品2-丁基蒽。在步骤(三)中，氧化反应溶剂为300ml 1,3,5-三甲苯和2700ml N,N-二甲基甲酰胺的混合物。催化剂用量改为706g，双氧水为1453g，反应温度为95℃。

步骤(一)中蒽的转化率X₁、2-丁基蒽的选择性S_Ci-AN、步骤(二)中分离得到的蒽的纯度B₁、中间产物2-丁基蒽纯度B₂、2-丁基蒽分离过程总收率Y、步骤(三)中2-丁基蒽转化率为X₂以及2-丁基蒽醌选择性S_Ci-AO如表1所示。

实施例8

当2-己基蒽作为目标产物时，其他物料和反应条件均同实施例1，不同的是，步骤(一)中，将2-甲基-2-丁烯换为2-甲基-2-戊烯，用量为181g，其他按照实施例1的方法进行烷基化反应。步骤(二)中，降温速率为0.5℃/h，冷却结晶温度为200℃，加入晶种蒽的量为熔融混合物质量的0.5重量％，晶体生长时间控制在2h。结晶过程结束后，排出未结晶的料液并送入减压蒸馏系统。对结晶器内的晶体进行缓慢升温发汗操作，升温速率为0.2℃/h，发汗结束温度为205℃，发汗量为晶体质量的25重量％，发汗液循环并与进入熔融结晶器的物料进行接触后，一同进行结晶操作。未结晶的烷基蒽混合物送入减压蒸馏系统进行第一减压蒸馏，塔顶压力为1KPa，塔底温度为273℃，理论板数为65，塔顶回流比为1.5。将塔顶馏出物进行第二减压蒸馏，塔顶压力为1KPa，塔底温度为261℃，理论板数为70，塔顶回流比为3。收集塔底产品2-己基蒽。步骤(三)中，氧化反应溶剂为300ml 1,3,5-三甲苯和2700ml N,N-二甲基甲酰胺的混合物，催化剂用量改为149g，双氧水为1298g，反应温度为95℃。

步骤(一)中蒽的转化率X₁、2-己基蒽的选择性S_Ci-AN、步骤(二)中分离得到的蒽的纯度B₁、中间产物2-己基蒽纯度B₂、2-己基蒽分离过程总收率Y、步骤(三)中2-己基蒽转化率为X₂以及2-己基蒽醌选择性S_Ci-AO如表2所示。

实施例9

步骤(一)与实施例1相同，不同的是，将组合溶剂换为2,3,5,6-四甲苯640ml和N,N-二甲基甲酰胺160ml。

步骤(二)与实施例1相同。

步骤(三)与实施例1相同，不同的是，在步骤(三)中，2-戊基蒽的用量为266g，氧化反应溶剂为2700ml 1,3,5-三甲苯和300ml N,N-二甲基甲酰胺的混合物，催化剂用量改为460g，双氧水为607.5g，反应温度为120℃。

步骤(一)中蒽的转化率X₁、2-戊基蒽的选择性S_Ci-AN、步骤(二)中分离得到的蒽的纯度B₁、中间产物2-戊基蒽纯度B₂、2-戊基蒽分离过程总收率Y、步骤(三)中2-戊基蒽转化率为X₂以及2-戊基蒽醌选择性S_Ci-AO如表2所示。

实施例10

步骤(一)与实施例1相同，不同的是，将组合溶剂换为1,3,5-三甲苯640ml和N,N-二甲基乙酰胺160ml。

步骤(二)与实施例1相同。

步骤(三)与实施例1相同，不同的是，在步骤(三)中，2-戊基蒽的用量为600g，氧化反应溶剂为1500ml 1,3,5-三甲苯和1500ml N,N-二甲基甲酰胺的混合物，催化剂用量改为479g，双氧水为1370g，反应温度为120℃。

步骤(一)中蒽的转化率X₁、2-戊基蒽的选择性S_Ci-AN、步骤(二)中分离得到的蒽的纯度B₁、中间产物2-戊基蒽纯度B₂、2-戊基蒽分离过程总收率Y、步骤(三)中2-戊基蒽转化率为X₂以及2-戊基蒽醌选择性S_Ci-AO如表2所示。

实施例11

步骤(一)与实施例1相同，不同的是，将组合溶剂换为1,3,5-三甲苯720ml和N,N-二甲基甲酰胺80ml。

步骤(二)与实施例1相同。

步骤(三)与实施例1相同，不同的是，在步骤(三)中，氧化反应溶剂为300ml 2,3,5,6-四甲苯和2700ml N,N-二甲基乙酰胺的混合物，催化剂用量改为498g，双氧水为1368g，反应温度为95℃。

步骤(一)中蒽的转化率X₁、2-戊基蒽的选择性S_Ci-AN、步骤(二)中分离得到的蒽的纯度B₁、中间产物2-戊基蒽纯度B₂、2-戊基蒽分离过程总收率Y、步骤(三)中2-戊基蒽转化率为X₂以及2-戊基蒽醌选择性S_Ci-AO如表2所示。

实施例12

步骤(一)与实施例1相同，不同的是，将组合溶剂换为均三甲苯80ml和N,N-二甲基乙酰胺720ml。

步骤(二)与实施例1相同。

步骤(三)与实施例1相同，不同的是，在步骤(三)中，氧化反应溶剂为3000ml 1,3,5-三甲苯，催化剂用量改为455g，双氧水为1368g，反应温度为95℃。

步骤(一)中蒽的转化率X₁、2-戊基蒽的选择性S_Ci-AN、步骤(二)中分离得到的蒽的纯度B₁、中间产物2-戊基蒽纯度B₂、2-戊基蒽分离过程总收率Y、步骤(三)中2-戊基蒽转化率为X₂以及2-戊基蒽醌选择性S_Ci-AO如表2所示。

实施例13

(一)烷基化反应。

蒽与异戊烯烷基化制备2-戊基蒽，均三甲苯和N,N-二甲基甲酰胺为组合溶剂，催化剂为含有活性Y型分子筛的球形催化剂，采用氧化铝作为粘结剂，以催化剂的总重量为基准，活性Y分子筛含量为82重量％，粘结剂的含量为18重量％，催化剂颗粒的平均粒径为100μm。在室温下，向2L搅拌釜加入蒽76g、均三甲苯640ml、N,N-二甲基甲酰胺160ml、催化剂333.6g。密封后，在转速为1000转/分下升温至110℃，压力0.15MPa。通过柱塞泵向釜内加入异戊烯60g，进料速率为3g/min。当异戊烯进料完毕后，维持反应条件不变继续反应270min，而后终止反应。同样条件反应10批次，分离催化剂后，统一收集烷基化反应产物作为烷基蒽分离的原料。

步骤(二)和步骤(三)与实施例1相同。

步骤(一)中蒽的转化率X₁、2-戊基蒽的选择性S_Ci-AN、步骤(二)中分离得到的蒽的纯度B₁、中间产物2-戊基蒽纯度B₂、2-戊基蒽分离过程总收率Y、步骤(三)中2-戊基蒽转化率为X₂以及2-戊基蒽醌选择性S_Ci-AO如表2所示。

实施例14

(一)烷基化反应。

蒽与异戊烯烷基化制备2-戊基蒽，均三甲苯和N,N-二甲基甲酰胺为组合溶剂，催化剂为含有活性Y型分子筛的球形催化剂，采用氧化铝作为粘结剂，以催化剂的总重量为基准，活性Y分子筛含量为82重量％，粘结剂的含量为18重量％，催化剂颗粒的平均粒径为100μm。在室温下，向2L搅拌釜加入蒽229g、均三甲苯640ml、N,N-二甲基甲酰胺160ml、催化剂4.68g。密封后，在转速为1000转/分下升温至130℃，压力0.15MPa。通过柱塞泵向釜内加入异戊烯18g，进料速率为2g/min。当异戊烯进料完毕后，维持反应条件不变继续反应270min，而后终止反应。同样条件反应10批次，分离催化剂后，统一收集烷基化反应产物作为烷基蒽分离的原料。

步骤(二)和步骤(三)与实施例1相同。

步骤(一)中蒽的转化率X₁、2-戊基蒽的选择性S_Ci-AN、步骤(二)中分离得到的蒽的纯度B₁、中间产物2-戊基蒽纯度B₂、2-戊基蒽分离过程总收率Y、步骤(三)中2-戊基蒽转化率为X₂以及2-戊基蒽醌选择性S_Ci-AO如表2所示。

实施例15

步骤(一)和步骤(二)均与实施例1相同。不同的是，在步骤(三)中，氧化反应溶剂为3000ml N,N-二甲基甲酰胺，催化剂用量改为503g，双氧水为1368g，反应温度为95℃。

步骤(一)中蒽的转化率X₁、2-戊基蒽的选择性S_Ci-AN、步骤(二)中分离得到的蒽的纯度B₁、中间产物2-戊基蒽纯度B₂、2-戊基蒽分离过程总收率Y、步骤(三)中2-戊基蒽转化率为X₂以及2-戊基蒽醌选择性S_Ci-AO如表2所示。

实施例16

步骤(一)和步骤(二)均与实施例1相同。不同的是，在步骤(三)中，氧化反应溶剂为3000ml N,N-二甲基甲酰胺。双氧水为1368g，反应温度为95℃。催化剂换为Mo(8重量％)/SiO₂-Al₂O₃(92重量％)。

该负载型固体催化剂的制备：将21.28g钼酸铵与80ml水混合均匀后，将133g载体SiO₂-Al₂O₃复合物(微球平均粒径为100μm，其中Al₂O₃含量为92重量％)分散于其中，浸渍6h后，在110℃下，置于烘箱中干燥12h后得到粉体，粉体在马弗炉中以5℃/min的加热速率加热至500℃，焙烧5h，得到负载型固体催化剂。以载体的重量为基准，以元素计，负载金属Mo的含量为8重量％。催化剂表达为Mo(8重量％)/SiO₂-Al₂O₃(92重量％)。重复上述步骤多次，制备足量催化剂。催化剂的用量改为503g。

步骤(一)中蒽的转化率X₁、2-戊基蒽的选择性S_Ci-AN、步骤(二)中分离得到的蒽的纯度B₁、中间产物2-戊基蒽纯度B₂、2-戊基蒽分离过程总收率Y、步骤(三)中2-戊基蒽转化率为X₂以及2-戊基蒽醌选择性S_Ci-AO如表2所示。

实施例17

步骤(一)和步骤(二)均与实施例1相同。不同的是，在步骤(三)中，氧化反应溶剂为3000ml N,N-二甲基甲酰胺。双氧水为1368g，反应温度为95℃。催化剂换为：La(0.64重量％)-Fe(7.36重量％)/SiO₂-Al₂O₃(92重量％)。

该负载型固体催化剂的制备：将2.66g六水合硝酸镧和42.57g硝酸铁与80ml水混合均匀后，将133g载体SiO₂-Al₂O₃复合物(微球平均粒径为100μm，其中Al₂O₃含量为92重量％)分散于其中，浸渍6h后，在110℃下，置于烘箱中干燥12h后得到粉体，粉体在马弗炉中以5℃/min的加热速率加热至500℃，焙烧5h，得到负载型固体催化剂。以载体的重量为基准，以元素计，负载金属总量为8重量％。其中负载金属La的含量为0.64重量％，负载金属Fe的含量为7.36重量％，催化剂表达为La(0.64重量％)-Fe(7.36重量％)/SiO₂-Al₂O₃(92重量％)。重复上述步骤多次，制备足量催化剂。催化剂的用量改为503g。

步骤(一)中蒽的转化率X₁、2-戊基蒽的选择性S_Ci-AN、步骤(二)中分离得到的蒽的纯度B₁、中间产物2-戊基蒽纯度B₂、2-戊基蒽分离过程总收率Y、步骤(三)中2-戊基蒽转化率为X₂以及2-戊基蒽醌选择性S_Ci-AO如表2所示。

通过表1和表2的结果可以看出，本发明提供的经蒽的烷基化制备2-烷基蒽再经催化氧化工艺制备2-烷基蒽醌的方法中通过在烷基化反应过程中采用组合溶剂作为反应介质，能够强化烷基化反应，提高蒽的转化，更利于目标产物的生成。通过熔融结晶-蒸馏耦合分离技术，使得分离得到的晶体蒽的纯度以及中间产物2-戊基蒽(2-丁基蒽、2-己基蒽)的纯度以及2-戊基蒽(2-丁基蒽、2-己基蒽)分离过程总收率较现有技术有显著提高，最终得到的2-烷基蒽醌的总收率亦得到提高。

此外，本发明提供的经蒽的烷基化制备2-烷基蒽再经催化氧化工艺制备2-烷基蒽醌的方法中的2-烷基蒽氧化技术，与现有技术相比，虽然活性稍有降低，但反应体系简单，不存在腐蚀性，且废物排放少。开发的非均相负载型催化剂更容易回收，且产物选择性高，可降低产品提纯工艺的难度。优选情况下，本发明在2-烷基蒽氧化步骤中所开发的组合溶剂体系，可通过调配溶剂性质，进一步提高2-烷基蒽的转化及反应选择性。

综上，本发明提供的2-烷基蒽醌的制备的整体技术路线合理可行，为2-烷基蒽醌的绿色化制备开辟了新的方向。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。