转 十二烷基苯磺酸钠的合成

实验科目：有机化学实验项目：十二烷基苯磺酸钠的合成实验类别：有机制备反应类型：磺化反应实验者类别：实验人数：每组人数：实验学时数：实验室编号：实验室名称：实验目的：1、了解烷基苯磺酸盐阴离子表面活性剂的合成方法；2、掌握烷基苯磺酸盐的常规分析方法；3、掌握表面张力、泡沫性能的测定和表面张力仪、罗氏泡沫测定仪的使用方法；4、学会对反应过程进行物料蘅算实验原理：仪器设备：水浴锅、电热套、界面张力仪、辅助器材：四口烧瓶、恒压滴液漏斗、球形冷凝管、温度计、分液漏斗、烧杯、温度计、化学试剂：烷基苯、发烟硫酸、氢氧化钠、PH试纸等注意事项：磺化反应为激烈的放热反应，必须严格控制加酸速度及反应温度。

十二烷基苯磺酸钠 标识

中文名：十二烷基苯磺酸钠

英文名：Sodium dodecyl-benzenesuffonate；DDBS 分子式：C18H29NaO3S 分子量：348.47 结构式：

CAS号：25155-30-0 RTECS号： HS编码： UN编号： 危险货物编号： IMDG规则页码：

理化性质

外观与性状：白色至淡黄色薄片、无臭、小颗粒或粉末状。 主要用途：用作洗涤剂，阴离子表面活性剂。 熔点： 沸点：

相对密度(水=1)： 相对密度(空气=1)： 饱和蒸汽压(kPa)： 溶解性： 临界温度(℃)： 临界压力(MPa)： 燃烧热(kj/mol)： 燃烧爆炸危险性 避免接触的条件： 燃烧性：可燃 建规火险分级：丙 闪点(℃)：110 自燃温度(℃)：无资料 爆炸下限(V%)：无资料

爆炸上限(V%)：无资料

危险特性：遇明火、高热可燃。受高热分出有毒的气体。 燃烧(分解)产物：一氧化碳、二氧化碳、硫化物、氧化钠。 稳定性：稳定 禁忌物：强氧化剂。 聚合危害：不能出现

灭火方法：雾状水、二氧化碳、泡沫、干粉、砂土。 包装储运 危险性类别： 危险货物包装标志： 包装类别：

储运注意事项：储存于阴凉、通风仓间内。远离火种、热源。防止阳光直射。保持容器密封。应与氧化剂、酸类、碱类分开存放。搬运时要轻装轻卸，防止包装及容器损坏。

毒性危害

接触限值：中国MAC：未制订标准前苏联MAC：未制订标准美国TLV-TWA：未制订标准美国TLV-STEL：未制订标准

侵入途径：吸入食入经皮吸收

毒性：LD50：大鼠经口：1260mg/kg LC50：

健康危害：本品基本无毒。其浓溶液对皮肤有一定刺激作用。目前，未见职业中毒报道。

急救

皮肤接触：脱去污染的衣着，用流动清水冲洗。

眼睛接触：立即翻开上下眼睑，用流动清水冲洗15分钟。就医。 吸入：脱离污染的环境，至空气新鲜处。就医。 食入：误服者撖口，给饮足量温水，催吐，就医。 防护措施

工程控制：生产过程密闭，加强通风。 呼吸系统防护：作业工人应戴口罩。 眼睛防护：一般不需特殊防护。 防护服：穿工作服。

手防护：必要时戴防化学品手套。

其他：及时换洗工作服。保持良好的卫生习惯。 泄漏处置：

戴好防毒面具和手套。避免扬尘，小心扫起，收集运到空旷处焚烧。如大量泄漏，收集回收或无害处理后废弃实验2十二烷基苯磺酸钠的制备(磺化)

一、实验目的

1、掌握烷基苯磺酸钠(LAS)的制备方法。

2、了解用不同磺化剂进行磺化反应的机理和反应特点。 3、了解十二烷基苯磺酸钠性质、用途和使用方法。 二、实验原理

磺化反应是向有机分子中的碳原子上引入磺酸基(-SO3H)的反应。生成的产物是磺酸(R-SO3H)、磺酸盐(R-SO3M；M表示NH4或金属离子)或磺酰氯(R-SO2Cl)。

磺化是亲电取代反应。SO3分子中硫原子的电负性比氧原子的电负性小，所以硫原子带有部分正电荷而成为亲电试剂。

常用的磺化剂是浓硫酸、发烟硫酸、三氧化硫、氯磺酸。 磺化的主要方法有：

1.过量硫酸磺化法(磺化剂是浓硫酸和发烟硫酸)； 2.共沸脱水磺化法； 3.三氧化硫磺化法； 4.氯磺酸磺化法； 5.芳伯胺的烘焙磺化法。

磺化反应的主要目的有：1.使产品具有水溶性、酸性、表面活性或对纤维素具有亲和力。2.将磺基转化为-OH、-NH2、-CN或-CL等取代基。3.先在芳环上引入磺基，完成特定反应后，再将磺基水解掉。

磺化反应的主要影响因素有：硫酸的浓度和用量对磺化反应的速度有很大影响。随着磺化反应的进行，生成的水逐渐增加，硫酸的浓度逐渐下降，使磺化开始阶段和磺化末期，磺化反应速度就可能下降几十倍，甚至几百倍而几乎停止反应。这时的硫酸被称为\"废酸\"，用\"π值\"表示。为了消除磺化反应生成的水的稀释作用的影响，必须使用过量很多的硫酸(х值)。磺化反应温度和时间的影响，磺化温度会影响磺基进入芳环的位置和磺酸异构体的生成比例。特别是在多磺化时，为了使每一个磺基都尽可能地进入所希望的位置，对于每一个磺化阶段都需要选择合适的磺化温度。低温、短时间的反应有利于α取代，高温、长时间的反应有利于β取代。

磺化产物的分离：稀释析出法(有些磺化产物在稀硫酸中的溶解度很低，可用稀释法使其析出，这种方法的优点是操作简便，费用低，副产物废硫酸母液便于回收和利用。)稀释盐析法(许多芳磺酸盐在水中的溶解度很大，但是在相同正离子的存在下，则溶解度明显下降，因此可以向磺化稀释液中加入氯化钠、硫酸钠、或钾盐等，使芳磺酸盐析出来)；中和盐析法(可用碳酸钠、氢氧化钠、氨水等中和盐析)；脱硫酸钙法；溶剂萃取法。

十二烷基苯磺酸钠是由十二烷基苯与发烟硫酸或三氧化硫磺化，再用碱中和制得。用发烟硫酸磺化的缺点是反应结束后总有部分废酸存在于磺化物料中。中和后生成的硫酸钠带入产品中，影响了它的纯度。目前，工业上均采用三氧化硫-空气混合物磺化的方法。三氧化硫可由60%发烟硫酸蒸出，或将硫磺和干燥空气在炉中燃烧，得到含SO34%~8%体积分数的混合气体。将该混合气体，通入装有烷基苯的磺化反应器中进行磺化。磺化物料进入中和系统用氢氧化钠溶液进行中和，最后进入喷雾干燥系统干燥。得到的产品为流动性很好的粉末。

在工业生产上，直链烷基苯磺酸盐也不是单一的产物，而是直链烷烃与苯在链中任意点上相连，其结果产生了不同仲烷基比例的混合物。商品烷基苯通常是C10~C13烷基的混合烷基苯。

在工业生产上，直链烷基苯磺酸盐也不是单一的产物，而是直链烷烃与苯在链中任意点上相连，其结果产生了不同仲烷基比例的混合物。

在实验室中，我们学习用硫酸进行磺化的方法。 反应方程式如下： 三、产品性质：

白色浆状物或粉末。具有去污、湿润、发泡、乳化、分散等性能。生物降解度90%。在较宽的pH范围内比较稳定。其钠或铵盐呈中性，能溶于水，对水硬度不敏感，对酸、碱水解的稳定性好。它的钙盐或镁盐在水中的溶解度要低一些，但可溶于烃类溶剂中，在这方面也有一定的应用价值。

四、用途：

大量用作生产各种洗涤剂和乳化剂等的原料，可适量配用于香波、泡沫浴等化妆品中；纺织工业的清洗剂、染色助剂；电镀工业的脱脂剂；造纸工业的脱墨剂。另外，由于直链烷基苯磺酸的盐对氧化剂十分稳定，溶于水。可适用于目前在国际上流行的加氧化漂白剂的洗衣粉配方。

五、实验内容： 1、磺化：

在装有搅拌器、温度计、滴液漏斗和回流冷凝器的250mL四口瓶中，加入十二烷基苯35mL(34.6g)，搅拌下缓慢加入质量分数98%硫酸35mL，温度不超过40℃，加完后升温至60~70℃，反应2h。

2、分酸：

将上述磺化混合液降温至40~50℃，缓慢滴加适量水(约15mL)，倒入分液漏斗中，静止片刻，分层，放掉下层(水和无机盐)，保留上层(有机相)。

3、中和：

配制质量分数10%氢氧化钠溶液80mL，将其加入250mL四口瓶中约60~70mL，搅拌下缓慢滴加上述有机相，控制温度为40~50℃，用质量分数10%氢氧化钠调节pH=7~8，并记录质量分数10%氢氧化钠总用量。

4、盐析：

于上述反应体系中，加入少量氯化钠，渗圈试验清晰后过滤，得到白色膏状产品。

六、注意事项

1、分酸时，温度不可过低，否则易使分液漏斗被无机盐堵塞，造成分酸困难。

七、废酸和硫酸用量的计算

1、废酸的计算：

π值是将废酸中所含硫酸的质量换算成SO3的质量后的质量百分数，即按投料计，可用下式计算：

π=(废酸中所含硫酸质量*80/90)/(加入硫酸质量-磺化消耗硫酸质量*80/98)*100

也可用磺化液中硫酸和水的质量分数计算： π=100*80/98*【W硫酸/(W硫酸+W水)】

利用π值的概念可以定性的说明磺化剂的开始浓度对磺化剂用量的影响，但是利用π值所计算的用量，与生产实际常常有很大的出入。

2、硫酸用量的计算： x=80*(100-π)/(a-π)

x是1mol有机物在磺化时所需浓硫酸或发烟硫酸的用量，单位g。 a是把所有磺化剂中的硫酸都折算成SO3的浓度。 n--引入磺基的摩尔数。 八、思考题

1、磺化反应的影响因素有哪些? 2、试计算废酸量。

3、烷基苯磺酸钠可用于哪些产品配方中? 4、请叙述十二烷基苯磺酸钠的分析方法。

分子式：C18H29NaO3S分子量：348.48 CAS号：25155-30-0简称：DBS，性状：固体白色或淡黄色粉末，溶解性：易溶于水，易吸潮结块。毒性：无毒。

由直链烷基苯(LAB)用三氧化硫或发烟硫酸磺化生成烷基磺酸，再中和制成。阴离子型表面活性剂。因生产成本低、性能好，因而用途广泛，是家用洗涤剂用量最大的合成表面活性剂，也生产一部分镁、钙等无机盐及三乙醇胺等有机胺盐。十二烷基苯磺酸钙[27176-87-0]具有优良的乳化性能，是配制各种农药用的混合型乳化剂的重要组成部分。可由苯与α-烯烃在三氯化铝催化剂下缩合，缩合液经碱洗、水洗后蒸出回收苯，真空蒸馏得到精制烷基苯。然后用发烟硫酸磺化、白灰中和(在2倍量乙醇中进行)，得到十二烷基苯磺酸钙。用作丙烯酸酯乳液聚合的阴离子乳化剂。[CAS No.：25155-30-0]CAS No.：25155-30-0是一种阴离子表面活性剂，其临界胶束浓度为1.2*10-3mol/L烷基苯磺酸钠是黄色油状体，经纯化可以形成六角形或斜方形强片状结晶.具有微毒性，已被国际安全组织认定为安全化工原料，可在水果和餐具清洗中应用。烷基苯磺酸钠在洗涤剂中使用的量最大，由于采用了大规模自动化生产，价格低廉。在洗涤剂中使用的烷基苯磺酸钠有支链结构(ABS)和直链结构(LAS)两种，支链结构生物降解性小，会对环境造成污染，而直链结构易生物降解，生物降解性可大于90%，对环境污染程度小。烷基苯磺酸钠是中性的，对水硬度较敏感，不易氧化，起泡力强，去污力高，易与各种助剂复配，成本较低，合成工艺成熟，应用领域广泛，是非常出色的阴离子表面活性剂。烷基苯磺酸纳对颗粒污垢，蛋白污垢和油性污垢有显著的去污效果，对天然纤维上颗粒污垢的洗涤作用尤佳，去污力随洗涤温度的升高而增强，对蛋白污垢的作用高于非离子表面活性剂，且泡沫丰富。但烷基苯磺酸钠存在两个缺点，一是耐硬水较差，去污性能可随水的硬度而降低，因此以其为主活性剂的洗涤剂必须与适量螯合剂配用。二是脱脂力较强，手洗时对皮肤有一定的刺激性，洗后衣服手感较差，宜用阳离子表面活性剂作柔软剂漂洗。近年来为了获得更好的综合洗涤效果，LAS常与AEO等非离子表面活性剂复配使用。LAS最主要用途是配制各种类型的液体、粉状、粒状洗涤剂，擦净剂和清洁剂等。用十二烷基苯磺酸配置十二烷基苯磺酸钠的简单方法：碳酸钠或氢氧化钠饱和溶液(以下称碱液)制备待用，十二烷基磺酸置搅拌器中，搅拌并徐徐加入碱液，过程中不断用试纸判断酸度，当中和反应达到中性时，停止加入碱液，并继续搅拌几分钟。以上得到粘稠透明或微黄的十二烷基磺酸钠溶液，可根据需要取用或稀释。烷基苯磺酸钠是黄色油状体，经纯化可以形成六角形或斜方形强片状结晶.具有微毒性，已被国际安全组织认定为安全化工原料，可在水果和餐具清洗中应用。烷基苯磺酸钠在洗涤刑中使用的量最大，由于采用了大规模自动化生产，价格低廉。在洗涤剂中使用的烷

基苯磺酸钠有支链结构(ABS)和直链结构(LAS)两种，支链结构生物降解性小，会对环境造成污染，而直链结构易生物降解，生物降解性可大于90%，对环境污染程度小。烷基苯磺酸钠是中性的，对水硬度较敏感，不易氧化，起泡力强，去污力高，易与各种助剂复配，成本较低，合成工艺成熟，应用领域广泛，是非常出色的表面活性剂。烷基苯磺酸纳对颗粒污垢，蛋白污垢和油性污垢有显著的去污效果，对天然纤维上颗粒污垢的洗涤作用尤佳，去污力随洗涤温度的升高而增强，对蛋白污垢的作用高于非离子表面活性剂，且泡沫丰富。但烷基苯磺酸钠存在两个缺点，一是耐硬水较差，去污性能可随水的硬度而降低，因此以其为主活性剂的洗涤剂必须与适量螯合剂配用。二是脱脂力较强，手洗时对皮肤有一定的刺激性，洗后衣服手感较差，宜用阳离子表面活性剂作柔软剂漂洗。近年来为了获得更好的综合洗涤效果，LAS常与AEO等非离子表面活性剂复配使用。LAS最主要用途是配制各种类型的液体、粉状、粒状洗涤剂，擦净剂和清洁剂等。磺酸→加入液碱(磺酸中和)→染桨配制→加入助剂(染桨处理)→喷雾干燥→冷却老化→成品包装→成品十二烷基苯磺酸钠产品用途：可直接用于配制民用及工业用洗涤用品。如普通(无磷)洗衣粉，浓缩(无磷)洗衣粉，固体洗涤剂，浆状洗涤剂，膏状洗涤剂。纺织工业的清洗剂、染色助剂，电镀工业的脱脂剂，造纸工业的脱墨剂,化肥产品添加剂,以及其它工业清洗剂、乳化剂、分散剂等