【正文】
商品 AES 、 AESA是無(wú)色或淺黃色的粘稠膏狀物,有效物含量一般在 70%左右。 如果用氨水中和,得到的產(chǎn)品為十二醇聚氧乙烯醚硫酸銨,稱為 AESA。 R O ( C H2C H2O )n C H2C H2 O H + 2 S O3R O ( C H2C H2O )n C H2C H2 O S O3HS O3+R O ( C H2C H2O )n C H2C H2 O HR O ( C H 2 C H 2 O ) n C H 2 C H 2 O S O 3 HS O 3++2 R O ( C H2C H2O )n C H2C H2 O S O3H2 N a O H2 R O ( C H2C H2O )n C H2C H2 O S O3N a + 2 H2O 主要反應(yīng)條件 SO3在進(jìn)料氣體中的體積分?jǐn)?shù): 34% SO3/被磺化物(摩爾比): :1 硫酸化溫度 /℃ :3550 老化時(shí)間 /min: 1 中和溫度 /℃ :60 反應(yīng)器類(lèi)型:多管降膜磺化器 用途 如果所用的脂肪醇為十二醇,并且 n = 2。 十二烷基硫酸酯用氨水中和得到十二烷基硫酸銨( K12A), K12A刺激性較小,常用在中高檔香波中作發(fā)泡劑和去污劑。 K12有優(yōu)良的發(fā)泡性能,常用作發(fā)泡劑。十二烷基硫酸鈉簡(jiǎn)稱 K12。 硫酸化是快速?gòu)?qiáng)烈放熱反應(yīng),老化速度僅需 1min,不需要單獨(dú)的老化器。工業(yè)上常用三氧化硫 空氣混合物作硫酸化劑。 如,順丁烯二酸二異辛酯與亞硫酸氫鈉水溶液發(fā)生親核加成反應(yīng)生成丁二酸二異辛酯磺酸鈉,商品名為快速滲透劑 T,因其具有特別強(qiáng)的滲透力、分散性和良好的乳化性而廣泛用于紡織、印染、制革、涂料、石油鉆探等行業(yè)。 主要反應(yīng)條件 SO3在進(jìn)料氣體中的體積分?jǐn)?shù): 67% SO3/被磺化物(摩爾比): :1 磺化溫度 /℃ : 90 老化溫度 / ℃ :8095 老化時(shí)間 /min: 3060 反應(yīng)器類(lèi)型:活塞流管式反應(yīng)器 用途 脂肪酸甲酯 α 磺酸鈉 常用 MES表示,有效物的含量通常在 3035% 之間,是一種溫和的陰離子表面活性劑,具有良好去污性、潤(rùn)濕性、發(fā)泡性、乳化性能 ,可用于餐具洗滌劑、洗衣粉、液體洗滌劑和多種工業(yè)助劑中。 第三節(jié) 高碳脂肪酸甲酯用三氧化硫的取代磺化 反應(yīng)歷程 氫轉(zhuǎn)移 氫轉(zhuǎn)移 慢 (Ⅰ ) (Ⅱ ) (Ⅲ ) (Ⅳ ) 脂肪酸甲酯 α磺酸鈉 親電 加成 親電 加成 老化 R C H2 C O C H3OR C H C+ O C H3O S O3S O3R C H C O C H3O S O3HR C H C+ O C H3S O3O S O3HS O3R C H C+ O C H3S O3HO S O3 S O3R C H C O C H3OS O3HN a O HR C H C O C H3OS O3N aH 從反應(yīng)結(jié)果來(lái)看是 α 氫的親電取代反應(yīng),實(shí)際上 該反應(yīng)的反應(yīng)歷程很復(fù)雜。 老化液的中和與水解 在 150℃ 左右用氫氧化鈉水溶液中和、水解將老化液, α烯烴磺酸被中和成為 α烯烴磺酸鈉; 1,3磺酸內(nèi)酯被水解成 γ 羥基烷基磺酸,進(jìn)一步被堿中和成相應(yīng)的磺酸鈉鹽?;腔戤?,磺化液要在 老化器 中停留 310 min, 這時(shí)1,2磺酸內(nèi)酯完全消失。 α 烯烴磺酸 內(nèi)烯烴磺酸 1,4磺酸內(nèi)酯 (Ⅰ) (Ⅱ) (Ⅲ) 親電加成 氫轉(zhuǎn)移 氫轉(zhuǎn)移 1,3磺酸內(nèi)酯 1,2磺酸內(nèi)酯 開(kāi)環(huán) 環(huán)合 環(huán)合 環(huán)合 開(kāi)環(huán) 開(kāi)環(huán) 脫去質(zhì)子 老化 老化 瞬間 C H C H2R C H2 C H2 + S O3R ( C H2)2 C H C H2 S O3+C H C H S O3HR ( C H2)2C H C H C H2 S O3HR C H2 R C H2 C H ( C H2)2 S O3+S O2R C H2 C H C H2 C H2OS O2R C H C H2 C H2 C H2OC H C H ( C H2)2 S O3HR R C H ( C H2)3 S O3+R ( C H 2 ) 2 C H 2 C H 2O H+ H+ H+S O2老化 磺化與老化 由 α烯烴與三氧化硫反應(yīng)生成 1,2磺酸內(nèi)酯是快速的可逆反應(yīng),可以在瞬間完成 (反應(yīng)速度很快 ), 所以要用低濃度的三氧化硫磺化。 第二節(jié) α 烯烴用三氧化硫的磺化 反應(yīng)歷程 α 烯烴與三氧化硫的反應(yīng)從產(chǎn)物來(lái)看是取代反應(yīng),但是從反應(yīng)歷程來(lái)看則是親電加成 氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)?;腔哼M(jìn)入老化器,老化 30 min, 使焦磺酸轉(zhuǎn)變?yōu)榛撬?;再?jīng)水解器,使 殘余 的焦磺酸水解成磺酸,此時(shí)磺酸的含量可達(dá)到 98%以上,可以以商品的形式銷(xiāo)售。 十二烷基苯焦磺酸 十二烷基苯磺酸 老化 30min 磺化 十二烷基苯磺酸鈉 中和 C1 2H2 5 + 2 S O3C1 2H2 5S O2 O S O3HC1 2H2 5C1 2H2 5S O2 O S O3H C1 2H2 5S O3H2C1 2H2 5S O3HN a O HC1 2H2 5S O3N a ( 2)磺化反應(yīng)器 目前國(guó)內(nèi)采用的磺化反應(yīng)器主要是從 意大利Ballestra公司 引進(jìn)的 多管降膜磺化器 ,反應(yīng)器內(nèi)有多根直徑為 25 mm, 長(zhǎng) 6 m的反應(yīng)管,材質(zhì)為不銹鋼。 十二烷基苯的三氧化硫 空氣混合物磺化 ( 1) 反應(yīng)歷程 首先是一分子十二烷基苯與兩分子的三氧化硫發(fā)生磺化反應(yīng)生成一分子 十二烷基苯焦磺酸 。 生成的磺化產(chǎn)物質(zhì)量高、雜質(zhì)少。 磺化能力強(qiáng),反應(yīng)速度快 , 生產(chǎn)效率高 。 該磺化法的特點(diǎn)是:強(qiáng)放熱,反應(yīng)速度快,可在幾秒鐘完成,是目前工業(yè)生產(chǎn)普遍采用的磺化法。 ( 3)三氧化硫 空氣混合物磺化法 三氧化硫 空氣混合物是一種溫和的磺化劑。 ( 2)三氧化硫 有機(jī)溶劑磺化法:三氧化硫能夠溶于許多惰性有機(jī)溶劑,溶解度也較高,用這種三氧化硫有機(jī)溶劑的溶液作磺化劑, 反應(yīng)溫和,副反應(yīng)少 ,可用于被磺化物和磺化產(chǎn)物都是 固態(tài)的低溫磺化 過(guò)程。 ( 1)液態(tài)三氧化( γ 型)硫磺化法:用液態(tài)三氧化硫磺化時(shí),反應(yīng)劇烈,只適用于 穩(wěn)定的、不活潑的芳烴的磺化,而且要求被磺化物和磺化產(chǎn)物在磺化溫度下不太粘稠 。 三氧化硫磺化 幾種磺化方法 三氧化硫有 α、 β、 γ、 δ四種晶型,其熔點(diǎn)分別為 oC、 oC、 oC和 95 oC。由于芳磺酰氯在冷水中也會(huì)慢慢水解,芳磺酰氯要甩干脫水,或立即進(jìn)行下一步反應(yīng)。 ( 3)在惰性有機(jī)溶劑中進(jìn)行,如四氯化碳、 1,2二氯乙烷,三氯乙烯等。 N O2N O2C H3C H3S O 2 C lC l S O3HS O 2 C l1 0 0oCC l S O3H0 2 5oC 減少氯磺酸用量的方法: ( 1)加入適量的 NaCl或 Na2SO4,可以將生成的硫酸轉(zhuǎn)變成硫酸氫鈉,使平衡反應(yīng)向右進(jìn)行,從而減少氯磺酸的用量。 SO3 ClSO3H 發(fā)煙 H2SO4 濃 H2SO4 芳磺酸的制備 用量: n(ArH) : n(ClSO3H) = 1 : 1 鄰硝基乙苯 2羥基萘 1磺酸 S O 3 HO H O H0 1 0 o CS O 3 H C l+ H C l+A r H + S O 3 H C l A r S O 3 H + H C l 芳磺酰氯的制備 氯磺化反應(yīng):在有機(jī)分子中的 碳原子 上引入氯磺?;? (SO2Cl)的反應(yīng)。 磺化 特點(diǎn) ( 1)只需要理論量的硫酸,不產(chǎn)生廢酸; ( 2)高溫反應(yīng); ( 3)磺酸基一般只進(jìn)入氨基的對(duì)位產(chǎn)物,對(duì)位被占進(jìn)入鄰位; 1氨基萘