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蒽醌
蒽醌类化合物的基本母核为蒽醌，母核上常有羟基、羟甲基、甲基、甲氧基和羧基等取代基。
2017年10月27日，世界卫生组织国际癌症研究机构公布的致癌物清单初步整理参考，蒽醌在2B类致癌物清单中。
基本介绍
- 中文名：蒽醌
- 外文名：Anthraquinone
- 分子式：C14H8O2
- 分子量：208.20
- CAS No：84-65-1
- 熔点：286℃
- 沸点：377℃
- 水溶性：微溶或不溶于水
- 外观：黄色或橘黄色结晶
类型
一、单蒽核类
（1）羟基蒽醌类
大黄素型：大黄素、大黄酚、大黄酸等。
茜（qiàn）草素型：茜草素、羟基茜草素等。
（2）蒽酮类
大黄酚蒽酮
（3）蒽酚类
柯枒素
二、双蒽核类
天精（醌茜素）
分类如左图。
分类
分类理化性质
性状：多为黄色或橘黄色结晶，有一定的熔点。
溶解性：易溶于苯、乙醚、三氯甲烷、乙酸乙酯等有机溶剂，微溶或不溶于水。
升华性：常压下加热可升华。
萤光性：蒽醌类及其苷大多有萤光性，在不同pH条件下显不同萤光。
酸性：蒽醌类化合物中的酚羟基，与酚羟基的数目及位置有关。
不易被氧化，能发生硝化、磺化和溴化反应。
如果向反应体系中加入HgSO4 ，则蒽醌磺化几乎都是 α-磺酸，继续磺化可得到1.5-及1.8-二磺酸，
1，6-、1，7-蒽醌二磺酸是分两步磺化来製备的。例如：
在蒽醌磺酸中，磺基因受两个羰基的作用，而有一定的活泼性，如磺酸基可被-X、-NH2、-OH等置换。例如：
β-蒽醌磺酸与NaOH和KNO3共熔，生成1.2-二羟基蒽醌，即茜红素，它是一种红色的植物染料，它可以从茜草根中分离出来，是红色针状结晶，熔点为289℃；它是最早的人工合成的天然染料。
检识反应
硷液显色反应
羟基蒽醌及其苷遇硷液变为红色或紫红色，酸化红色消失，再加硷又显红色。但蒽酚、蒽酮、二蒽酮类化合物则需要氧化形成羟基后才能显示红色。
醋酸镁反应
羟基蒽醌类可与0.5%醋酸镁甲醇或乙醇溶液形成有色络合物。本反应灵敏，由于羟基位置不同，颜色不同。
对亚基二甲苯胺反应
此反应套用于鉴定9位或10位取代的羟基蒽醌类化合物，尤其是1，8-二羟基蒽酮，可与0.1%对亚基-二甲苯胺的吡啶溶液反应呈现不同颜色，如紫、绿、蓝等颜色。
主要用途
有机合成中高级染中间体，如阴丹士林类还原染料、酸性染料、部份活性染料重要原料。
用作造纸蒸煮剂及双氧水原料等，可降低用硷量，缩短蒸煮时间。
用作造纸製浆蒸煮剂 在硷法蒸煮液中只需加入少量蒽醌,即可加快脱木素的速度,缩短蒸煮时间,提高纸浆得率,减少废液负荷。目前使用蒽醌添加剂的造纸厂越来越多。
生产方法
精蒽氧化法气相固定床氧化法： 将精蒽加入气化室加热气化后与空气混合，二者比例为1︰（50～100）。混合气体进入氧化室，在V2O5催化下于（389±2） ℃下氧化，经薄壁冷凝后即得产品。
液相氧化法： 将精蒽计量后加入反应釜，再加入三氯苯在搅拌下溶解。然后滴加硝酸，控制反应温度105～110 ℃，将副产物NO排除，反应6～8 h后，减压蒸出溶剂，冷却结晶。得产品。此法设备腐蚀严重。苯酐法 将苯酐计量后加入反应釜，加苯在搅拌下加热熔解。加热至370～470 ℃，使混合气通过硅铝催化剂进行气相缩合。得产品。羧基合成法 将计量的苯加入反应釜，在4.88 MPa下通CO，于200 ℃反应4 h，一直通到CO压力不再下降，反应结束。经处理得产品。
蒽醌 基本信息 |
中文名称： | 蒽醌 |
中文同义词： | 蒽醌；9,10-蒽醌；9,10-蒽酮；恩菎；9,10-二氢蒽-9,10-二酮；9,10-二氧蒽；9,10-蒽醌，97%;恩 |
英文名称： | Anthraquinone |
英文同义词： | MORKIT;9,10(9H,10H)-anthracenedione;9,10-Anthracenedione;9,10-anthracenequinone;9,10-Anthrachinon;9,10-dihydro-9,10-dioxo-anthracen;Anthra-9,10-quinone;Anthracene, 9,10-dihydro-9,10-dioxo- |
CAS号： | 84-65-1 |
分子式： | C14H8O2 |
分子量： | 208.21 |
EINECS号： | 201-549-0 |
相关类别： | 化工助剂;造纸化学品;製浆过程用化学品;Intermediates of Dyes and Pigments;Chloroanthraquine, etc.;Anthraquinones;AM to AQCarbonyl Compounds;A;Alphabetic;C13 to C14;Carbonyl Compounds;Ketones;AM to AQPesticides&Metabolites;A-BAlphabetic;Alpha sort;Others;Pesticides;Pesticides&Metabolites |
Mol档案： | 84-65-1.mol |
蒽醌 性质 |
熔点 | 284-286 °C(lit.) |
沸点 | 379-381 °C(lit.) |
密度 | 1.438 |
蒸气密度 | 7.16 (vs air) |
蒸气压 | 1 mm Hg ( 190 °C) |
闪点 | 365 °F |
水溶解性 | <0.1 g/100 mL at 23 ºC |
Merck | 14,687 |
BRN | 390030 |
稳定性 | Stable. Incompatible with strong oxidizing agents. Combustible. |
CAS 资料库 | 84-65-1(CAS DataBase Reference) |
NIST化学物质信息 | 9,10-Anthraquinone(84-65-1) |
EPA化学物质信息 | 9,10-Anthracenedione(84-65-1) |
安全信息 |
危险品标誌 | Xi |
危险类别码 | 43-36/37/38 |
安全说明 | 36/37-37/39-26-24 |
WGK Germany | 1 |
RTECS号 | CB4725000 |
毒害物质数据 | 84-65-1(Hazardous Substances Data) |
MSDS信息 |
提供商 | 语言 |
ACROS | 英文 |
SigmaAldrich | 英文 |
ALFA | 中文 |
ALFA | 英文 |
蒽醌 用途与合成方法 |
化学性质 | 黄色针状结晶。 溶于乙醇、乙醚和丙酮，不溶于水。 |
用途 | 用作染料中间体、造纸蒸煮剂及双氧水原料等 |
用途 | 用作造纸製浆蒸煮助剂，可降低用硷量，缩短蒸煮时间。 |
用途 | 蒽醌绝大部分用于染料方面，但用作製纸浆的蒸解助剂的用量已在迅速增加。（1）用于染料的生产 以蒽醌为原料，经磺化、氯化、硝化等，可得到範围很广的染料中间体，用于生产蒽醌系分散染料、酸性染料、还原染料、反应染料等，形成色谱全、性能好的染料类别。据统计，蒽醌染料有四百多个品种，在合成染料领域中占有很重要的地位。（2）用作造纸製浆蒸煮剂 在硷法蒸煮液中只需加入少量蒽醌，即可加快脱木素的速度，缩短蒸煮时间，提高纸浆得率，减少废液负荷。。蒽醌作为蒸煮添加剂的消费量增长得很快。蒽醌还有其他的套用领域。蒽醌化合物可用于高浓度过氧化氢的生产；在化肥工业中用以製造脱硫剂蒽醌二磺酸钠。在印染工业中用作拔染助剂。 |
生产方法 | 在第一次世界大战前，蒽醌产量很小，仅有以重铬酸钠将蒽氧化为蒽醌的一种生产方法。20世纪40年代发展了蒽的气相催化氧化法。在美国广泛採用苯酐法。又发展了萘醌法和苯乙烯法。1.蒽气相催化氧化法蒽氧化法是以精蒽为原料，以空气作氧化剂，五氧化二钒为催化剂，进行气相催化氧化，反应器有固定床和硫化床两种类型。 我国蒽醌生产厂大多採用固定床反应器，用含量大于90%的精蒽，熔化后用300℃左右的热空气以1560立方米/h的流速带出汽化精蒽，在热风管道中混合后通过固定床催化氧化的列管反应器，总收率达80%-85%。原料消耗定额：精蒽（90%）1260kg/t。氧化蒽醌所用原料精蒽来自煤焦油蒸馏，不含无机离子。氧化蒽醌的生产过程中，主要採用蒸馏和气相催化氧化，没有废水废气产生，不会产生氯离子、硫酸根离子和铁离子等，所以氧化蒽醌在用作高档染料方面具有竞争优势。其缺点是原料精蒽受煤焦油产品的制约。2.苯酐法 以苯酐、苯为原料，以三氯化铝为催化剂，进行付-克（Friedel-Crafts）反应，然后用浓硫酸脱水生成蒽醌。苯酐法又分为溶剂法、球磨法和气相缩合法。我国大多採用溶剂法，即以过量的苯为溶剂。此法原料易得，可以从石油做起，具有反应温度低、设备简单、副反应少等优点。缺点是污染严重，三氯化铝废酸水不易处理，而且生产成本高。我国合成蒽醌均採用苯酐法。原料消耗定额：苯酐768kg/t、纯苯700kg/t、硫酸（98%）1364kg/t、三氯化铝1554kg/t、发烟硫酸1000kg/t。3.萘醌法以萘醌和丁二烯为原料，以氯化亚铜为催化剂，进行缩合反应、脱氢后得蒽醌。由于石油化工的飞速发展，提供了此法所用的大量原料丁二烯和萘醌。该法具有消耗低、三废少等优点，在日本和美国萘醌法已达到相当规模，有发展前途。日本川崎公司使用此法生产。我国科研部门进行过大量研究，虽然小式、中式均已成功，但未工业化生产。该法的缺点是萘醌和丁二烯本身价格较高，由于反应动力学研究不够，催化剂性能不佳，经常出现床层飞温烧床，操作弹性小。4.苯乙烯法 由苯乙烯先进行二聚反应，然后氧化成邻苯醯基苯甲酸，再环合成蒽醌。该方法的优点是原料易得，没有苯酐法的铝盐废水引起的公害问题，产品成本较低。但反应条件较苛刻，技术複杂，设备要求高，是德国BASF研究的新成果。此外，日本三井化学公司获得了以甲苯为原料製备蒽醌的专利。由于工艺简单、原料便宜，引起了人们的关注。 |
生产方法 | 精蒽氧化法气相固定床氧化法 将精蒽加入气化室加热气化后与空气混合，二者比例为1︰（50～100）。混合气体进入氧化室，在V2O5催化下于（389±2） ℃下氧化，经薄壁冷凝后即得产品。液相氧化法 将精蒽计量后加入反应釜，再加入三氯苯在搅拌下溶解。然后滴加硝酸，控制反应温度105～110 ℃，将副产物NO排除，反应6～8 h后，减压蒸出溶剂，冷却结晶。得产品。此法设备腐蚀严重。苯酐法 将苯酐计量后加入反应釜，加苯在搅拌下加热熔解。加热至370～470 ℃，使混合气通过硅铝催化剂进行气相缩合。得产品。羧基合成法 将计量的苯加入反应釜，在4.88 MPa下通CO，于200 ℃反应4 h，一直通到CO压力不再下降，反应结束。经处理得产品。 |
类别 | 农药 |
毒性分级 | 低毒 |
急性毒性 | 口服- 小鼠 LD50: 5000 毫克/ 公斤； 口服-大鼠 LD50: 15000 毫克/公斤 |
可燃性危险特性 | 明火高温可燃； 燃烧产生刺激烟雾 |
储运特性 | 库房通风低温乾燥 |
灭火剂 | 乾粉，泡沫，二氧化碳， 雾状水 |
职业标準 | STEL 5 毫克/ 立方米 |
蒽醌 上下游产品信息 |
上游原料 | 硫酸-->苯-->三氯化铝-->苯酐-->重铬酸钠-->一氧化碳-->苯乙烯-->烟酸-->焦油-->五氧化二钒-->蒽-->三氯苯-->硅铝-->精蒽-->氧化蒽醌 |
下游产品 | 过氧化氢-->1-氨基蒽醌-->苯并蒽酮-->2-溴蒽醌-->还原绿 3-->分散兰 56-->1-氯蒽醌-->蒽酮-->1,5-二硝基蒽醌-->1,2-二羟基蒽醌-->正己酸乙酯-->直接耐晒绿 5GLL-->1-蒽醌磺酸-->2,6-二氨基蒽醌-->1,8-二硝基蒽醌-->9,10-二甲基蒽-->蒽醌-1,5-二磺酸-->1,5-二氨基蒽醌-->2-蒽醌磺酸-->2,3-二甲基蒽醌-->1,5-二氯蒽醌-->1,4,5,8-四氯蒽醌 |
国家标準
蒽醌的国家标準有：
序 | 标準号 | 中文标準名称 | 英文标準名称 | 状态 | 备注 |
1 | GB/T 2405-2013 | 蒽醌 | Anthraquinone | 现行 | 2013年第10号公告 |
2 | GB/T 23672-2009 | 2-乙基蒽醌 | 2-Ethylanthraquinone | 现行 | 2009-12-01实施 |
3 | GB/T 25780-2010 | 1-硝基蒽醌 | 1-Nitroanthraquinone | 现行 | 2011-10-01实施 |
4 | GB/T 25783-2010 | 1，4-二氨基蒽醌隐色体 | 1，4-Diaminoanthraquinone leuco compound | 现行 | 2011-10-01实施 |
5 | GB/T 23665-2009 | 1-氯蒽醌 | 1-Chloroanthraquinone | 现行 | 2009-12-01实施 |