蒽、菲及咔唑的应用.doc

蒽、菲及咔唑的应用以蒽油为原料，先结晶出粗蒽，脱出的油即为脱晶蒽油。再用粗蒽生产出精蒽、菲咔唑，蒸馏出的菲油溶于脱晶蒽油中用于碳黑生产。4.1 蒽的应用蒽为无色片状晶体，有蓝紫色荧光，因此可用为闪烁计数器的闪烁剂。蒽中碳原子的1、4、5、8位（即位）是相同的，2、3、6、7位（即位）是匀等的，9与10两位化学活性较大，因此蒽的一元取代物有3种异构体，二元替代物有15种异构体，用硝酸去氧化蒽，可生成9,10-蒽醌，是合成蒽醌染料的重要中间体；用钠和乙醇还原，生成9,10-二氢化蒽；加氯生成9,10-二氯化蒽，后者加热失去一分子氯化氢，变成9-氯蒽；蒽还可以作为共轭二烯，与顺丁烯二酐等在9,10位发生狄尔斯-阿尔德反应。蒽的最主要的用途是经过氧化得到蒽醌(C14H8O2)。蒽醌经过磺化、氯化、硝化可得蒽醌系酸性染料、媒染染料、还原染料等广泛的染料中间体，蒽醌还可用于造纸行业做蒸煮助剂及脱硫剂ADA的原料。国内引进的较先进的蒽醌工艺装置，由鞍山焦耐院设计已在上海宝钢投产运转。除氧化制蒽醌外，还作为高分子合成单体、润滑剂、乳化剂和耐高温树脂合成工业的原料等。此外蒽的一些新的应用领域仍在继续扩大。4.1.1蒽用于发光材料蒽用作发光材料（如在闪烁计数器中），特别是用于涂层（如用于吸收紫外光）。4.1.2蒽用作合成氢化镁的催化剂氢作为21世纪的新能源其重要性不言而喻。金属氢化物是储氢的重要手段，如氢化镁(MgH2)的含氢量150g/L，在250300时释放出氢。研究发现，蒽和镁的加成物是合成氢化镁的优良催化剂。此外，蒽和镁的加成物还可用于制备有机合成用的过渡金属催化剂及蒽的衍生物。4.1.3蒽醌用于木材分解木材分解的目的是将纤维素与木质素分开，以生产纤维素。1971年发现蒽醌通过氧化还原反应可加速木质素的破坏过程，具有促进木材分解的作用；从而为蒽醌开辟了一个很有前途的新应用领域。研究发现添加0.1%蒽醌可加速脱木质素的反应，提高纤维素收率，从而提高设备处理能力。还可减少Na2S的添加量，降低排污量。此法在日本、美国、加拿大、北欧用得较多，值得推广。4.2 菲的应用4.2.1精菲和试剂菲的制取在溶剂法制取精蒽中，经溶剂油洗涤粗蒽得到的菲渣中含50%左右的菲。用精馏塔减压精馏，切取333343(常压下沸点)的馏分，可得含菲75%80%的工业菲。工业菲再用75%硫酸处理除去咔唑和二苯并噻吩，然后以碱溶液和水洗至中性，最后冷却结晶即可得纯度90%的精菲。精菲中的主要杂质为蒽，欲进一步精制，可用升华法处理。还可利用顺丁烯二酸酐与蒽可形成加成物的特性，对精菲用顺丁烯二酸酐处理，再用碱洗除去多余的顺丁烯二酸酐，然后用酒精重结晶，则可得纯度98%的试剂菲。4.2.2菲的深加工利用菲具有广泛用途：在造纸工业上，菲可作纸浆防雾剂；在军工上，菲还可用于硝化甘油炸药和硝化纤维稳定剂及制造烟幕弹；在医药上，菲可合成生物碱、吗啡和咖啡因、二甲基吗啡和许多生殖器官具有特殊生理作用的医药。在染料工业上，菲可制取2-氨基菲醌，苯绕蒽酮，硫化还原染料（蓝BO，黑BB及棕色）等。在塑料工业中，用菲作耐高温的聚酰亚胺树脂的主要中间体合成鞣剂。此外，以及菲在高温高压下加氢可得过氢菲，是高级喷气式飞机的燃料。菲的固体氧化物可制耐焰性好的电气绝缘材料和填充剂。在农药上，菲经氧化制得的菲醌，则用于生产高效、低毒合成农药；近年来又开发出用菲生产树脂眼镜片。由于制法困难，过去国内多数企业停留在制取粗菲的水平上，仅用作制炭黑或作为一般燃料，部分粗菲被用作混凝土添加剂，效益低下。因此，关注附加值高的菲的下游产品的研究、开发、生产，对国内焦化企业的煤焦油加工十分重要。(1)菲氧化制菲醌有两种工艺：空气催化氧化；重铬酸钾和硫酸电解氧化。菲醌具有抑菌作用，可作为农药，用来代替有机汞剂农药西力生、赛力散，对谷子、玉米的黑穗病及棉花、甜菜的苗期病等有一定作用；还可用作染料。(2)菲氧化制联苯二甲酸用菲氧化制联苯二甲酸(DPA)是菲利用的一条重要途径。DPA是用途十分广泛的化工产品：可制造聚酯树脂和聚酰胺树脂，性能优于相应的脂肪酸树脂；DPA可作为合成聚酯纤维和聚酰胺纤维的单体；DPA还可生产增塑剂。DPA的单酯或双酯都具有增塑性，尤其是DPA的二正丁酯、二己酯、二苄酯等都是良好的增塑剂，可应用在聚氯乙烯塑料和聚苯乙烯塑料中，性能优于邻苯二甲酸酯类；DPA二烷酯，尤其是氟化醇的酯，具有很高的热稳定性且没有腐蚀性，可用来合成高温润滑剂和高沸点溶剂；可用来制备牢度和脆化温度等指标优良的胶粘剂；许多DPA的单酯钠盐、单酰胺钠盐，以及某些双酯化合物可作为杀虫剂和除锈剂；由DPA出发，可合成消炎药、抗炎镇痛药、抗麻痹症药、局部麻醉药及抗痉挛药物。由于DPA的广泛用途，引起了对用菲氧化制取DPA技术路线的重视，各国相继开展了大量的研究工作。综述各种文献，制备DPA的方法主要有高锰酸钾法、过氧乙酸法、臭氧法、次氯酸钠法和液相催化氧化法。在以上方法中，过氧乙酸法和臭氧法在90年代初都已有中试结果，离工业化已为期不远。日本新研究成功的液相氧化法有一定吸引力，其技术核心是该公司发明的一种可获得高转化率、高选择性和高纯度产品的催化剂。进一步研究、改进、完善菲的氧化法是一项很有价值的研究课题。(3)菲催化加氢菲具有较好的加氢性能，经催化加氢可得9,10-二氢菲、八氢菲和全氢菲。9,10-二氢菲为供氢溶剂，八氢菲可异构化为八氢蒽，氧化即得均苯四甲酸酐。9,10-二氢-9-菲甲酸是一种植物生长激素。(4)菲氧化还可得到苯酐、环己酮、苯酚。菲氯化产品可用来制造不易燃的电气绝缘体和浸渍剂。菲磺化得到的菲磺酸可制粘结剂、鞣料等。但实际上这些应用领域大部分还有待发展。4.3 咔唑的应用4.3.1N-乙基咔唑4.3.2N-乙烯基咔唑咔唑和乙炔在150250、压力2.5MPa下反应，或在350和苛性碱存在