磺化與硫酸化ppt課件(已修改)
2025-05-16 08:05 本頁面
【正文】 第三章 磺化和硫酸化 后頁 南海石化 80萬噸年乙烯聚丙烯裝置 魅力吉化 知識目標和能力目標 3 1概述 3 2第一節(jié) 芳香族的磺化反應理論 3 第二節(jié) 芳香族磺化方法 3 4第三節(jié) 脂肪族磺化 3 5第四節(jié) 硫酸化 3 6精細有機單元反應 第三章 磺化和硫酸化 首頁 前頁 后頁 ◆ 了解引入磺基和硫酸酯基的目的和方法； ◆ 理解磺化 、 硫酸化反應歷程； ◆ 掌握芳香族和脂肪族磺化的影響因素 、 磺化方 法 、 磺化產(chǎn)物的分離方法以及硫酸化方法 。 ◆ 能根據(jù)被磺化物的性質(zhì)選擇合理的磺化方法， 確定典型產(chǎn)品的工藝條件； ◆ 能按磺化的工藝要求組織生產(chǎn)典型的磺化產(chǎn)品。 精細有機單元反應 第三章 磺化和硫酸化 能力目標 : 知識目標： 首頁 前頁 后頁 3)利用磺酸基的可水解性，根據(jù)合成的需要而暫時引入磺基，在完成特定反應后再將磺基水解脫去。 精細有機單元反應 第三章 磺化和硫酸化 : 引入磺基的目的 : 是向有機化合物分子引入 磺基（或磺酸鹽、 磺酰鹵基） 的反應。 1)可賦予產(chǎn)品以水溶性、酸性、表面活性，或?qū)? 纖維素具有親和力。磺化產(chǎn)品中以磺酸鹽產(chǎn)量 大，主要作為陰離子表面活性劑使用。 2)利用磺基可轉(zhuǎn)變?yōu)榱u基、氨基、氯基等其他基 團的性質(zhì)，制得苯酚、萘酚等一系列有機中間 體或產(chǎn)品。 首頁 前頁 后頁 概 述 是向有機化合物分子引入硫酸酯基（或硫酸鹽）的反應。 陰離子表面活性劑 烴化劑 硫酸化典型產(chǎn)品 十二烷基硫酸酯 及其他烷基硫酸酯 精細有機單元反應 第三章 磺化和硫酸化 2. 硫酸化： 首頁 前頁 后頁 硫酸二甲酯 硫酸二乙酯 第一節(jié) 芳香族磺化的反應理論 一、磺化劑和磺化歷程 采用氣態(tài) SO3或從發(fā)煙硫酸加熱到 250℃蒸出 SO3冷凝成液態(tài) SO3使用，或加入惰性溶劑或氣體稀釋，降低其活潑性。 精細有機單元反應 第三章 磺化和硫酸化 1. 磺化劑 （ 1）三氧化硫 分子結(jié)構(gòu)特點： 三氧化硫分子中含有兩個單鍵和一個雙鍵， S原子以 sp2雜化軌道成鍵，分子為平面正三角形分子。三氧化硫具有親電性 。 制備方法： 首頁 前頁 后頁 （ 2）硫酸和發(fā)煙硫酸 工業(yè)規(guī)格 硫酸 92％ ~93％（亦稱綠礬油） 98％ 發(fā)煙硫酸 含游離 SO3約 20％ ~25％ 含游離 SO3約 60％ ~65％ 精細有機單元反應 第三章 磺化和硫酸化 首頁 前頁 后頁 發(fā)煙硫酸中主要是 SO3 可能存在的親電質(zhì)點 ： 濃硫酸中主要是 H2S2O7 (SO3和 H2SO4的溶劑化形式 ) 較低濃度（ 80％ ～ 85％）硫酸中主要 H3SO4(SO3和H3+O的溶劑化形式 ) 親電 質(zhì)點活性比較 : SO3H2S2O7 H3SO4+ 反應的選擇性比較 : SO3H2S2O7 H3SO4+ 應用： 苯、甲苯、萘、 2萘酚等的磺化 精細有機單元反應 第三章 磺化和硫酸化 首頁 前頁 后頁 應用： 1）制備某些不易由親電取代得到的磺酸化合物。 例如 2， 4二硝基苯磺酸鈉的制備。 2）亞硫酸鹽磺化也可用于苯系多硝基物的精制。 （ 3）氯磺酸 精細有機單元反應 第三章 磺化和硫酸化 氯磺酸可以看作是 SO3HCl的絡合物， 152℃ 時沸騰，達到沸點時則離解成 SO3和 HCl。 應用： 制備芳香族磺酰氯、氨基磺酸鹽等 。 （ 4）亞硫酸鹽 亞硫酸鹽可置換芳環(huán)上的鹵素或硝基 注意 : 反應中副產(chǎn)的氯化氫具有強腐蝕性。 首頁 前頁 后頁 2. 芳香族磺化歷程 + S O 3 .... . ... . .HS O 3 +S O 3 H + + H + S O 3 H+ S O 3 .... . ... . . HS O3 +S O 3 H + + H + S O 3 HH 3 O + H 3 O +苯的磺化反應歷程是 典型的芳環(huán)上的親電取代反應 反應歷程 ： ?絡合物 精細有機單元反應 第三章 磺化和硫酸化 + S O 3 .... . ... . . HS O3 +S O 3 H + + H + S O 3 HH 2 S O 4 H 2 S O 4首頁 前頁 后頁 以 硫酸作磺化劑 為例，進行磺化時反應式如下： 以濃硫酸為磺化劑，當水很少時，磺化反應的速率與水濃度的平方成反比，即生成的水量越多，反應速率下降越快。 精細有機單元反應 第三章 磺化和硫酸化 二、磺化反應動力學 A r S O 3 H + H 2 OA r H + H 2 S O 4首頁 前頁 后頁 1. 芳烴結(jié)構(gòu)及性質(zhì) 磺酸基是吸電基，對芳環(huán)有較強的鈍化作用，可通過選擇適當?shù)幕腔瘲l件，在一磺化時使生成的二磺化產(chǎn)物減少，二磺化時生成的三磺化產(chǎn)物減少。 想一想 :哪些取代基是供電基，哪些是吸電基？ 精細有機單元反應 第三章 磺化和硫酸化 三、芳香族磺化的影響因素 1)當芳環(huán)上有 供電基 時， 反應速率加快，易于磺化 2)當芳環(huán)上有 吸電基 時， 反應速率減慢，較難磺化 3)磺化也會發(fā)生 連串反應 : 首頁 前頁 后頁 磺酸基所占空間的體積較大，在磺化反應過程中，有比較明顯的空間效應，因此，不同的芳烴取代基體積越大，則位阻越大，磺化速度越慢。 甲苯 乙苯 異丙苯 叔丁苯 精細有機單元反應 第三章 磺化和硫酸化 4) 磺酸基有比較明顯的空間效應 : 烷基苯用硫酸磺化的相對速率快慢的順序為： 5)萘環(huán)在磺化反應中比苯環(huán)活潑。萘的磺化依不同磺化劑和磺化條件，可以制備一系列萘磺酸 . 首頁 前頁 后頁 H2S O4H2S O
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