低温硫酸法烷基化工艺

烷基化反应催化剂 酰基化催化剂 芳香族化合物C－芳香族化合物C－烷基化反应催化剂芳香族化合物C－烷基化反应一般均需用到催化剂，常用的催化剂及其活性如下：路易斯酸：AlCl3 >FeCl3 >SbCl5 >BF3 >TiCl4>ZnCl2质子酸：HF>H2SO4>P2O5>H3PO4、阳离子交换树脂酸性氧化物：SiO2-Al2O3、分子筛、M（Al2O3 .SiO2）在作为催化剂的质子酸中，最重要的是硫酸、氢氟酸和磷酸或多磷酸。这些强质子酸的作用就是使烯烃、醛或酮质子化，成为活泼的亲电质点。硫酸以烯烃、醇、醛、酮为烷基化剂的烷基化反应中广泛应用硫酸作为催化剂。为了避免芳烃的磺化、烷基化剂的聚合、酯化、脱水和氧化等副反应，必须选择适宜的硫酸浓度。首先是丙酮质子化，生成活泼的亲电质点，然后进攻芳环，生成络合物，然后去掉质子成烷基醇酚化合物。生成的烷基醇酚化合物再以醇为烷基化剂继续进行烷基化，先是生成质子化醇，然后再离解成烷基碳正离子和水作为活泼亲电质点的烷基碳正离子进攻另一个苯酚，生成络合物，去质子，得到双酚A。酮是反应能力较弱的烷基化剂，只适用于活泼芳族衍生物的烷基化，如苯，萘，酚和芳胺类化合物。其常用的烷基化催化剂有路易斯酸（三氯化铝、氧化锌）和质子酸（硫酸、磷酸、盐酸）等。工业上如果用酸催化，反应结束后有大量含酸、含酚废水，且设备腐蚀严重。现多采用用阳离子交换树脂催化，其特点是对设备的材质要求较低，而且催化剂可以反复使用，寿命较长芳香族化合物C－烷基化反应一般均需用到催化剂。常用的催化剂及其活性如下：路易斯酸：AlCl3 >FeCl3 >SbCl5 >BF3 >TiCl4>ZnCl2质子酸：HF>H2SO4>P2O5>H3PO4、阳离子交换树脂酸性氧化物：SiO2-Al2O3、分子筛、M（Al2O3 .SiO2）在作为催化剂的质子酸中，最重要的是硫酸、氢氟酸和磷酸或多磷酸，这些强质子酸的作用就是使烯烃、醛或酮质子化，成为活泼的亲电质点：硫酸以烯烃、醇、醛和酮为烷基化剂的烷基化反应中广泛应用硫酸作为催化剂。为了避免芳烃的磺化、烷基化剂的聚合、酯化、脱水和氧化等副反应，必须选择适宜的硫酸浓度。首先是丙酮质子化，生成活泼的亲电质点，然后进攻芳环，生成络合物，然后去掉质子成烷基醇酚化合物。生成的烷基醇酚化合物再以醇为烷基化剂继续进行烷基化，先是生成质子化醇，然后再离解成烷基碳正离子和水作为活泼亲电质点的烷基碳正离子进攻另一个苯酚，生成络合物，去质子，得到双酚A。酮是反应能力较弱的烷基化剂，只适用于活泼芳族衍生物的烷基化，如苯，萘，酚和芳胺类化合物。其常用的烷基化催化剂有路易斯酸（三氯化铝、氧化锌）和质子酸（硫酸、磷酸、盐酸）等。工业上如果用酸催化，反应结束后有大量含酸、含酚废水，且设备腐蚀严重。现多采用大孔强酸性阳离子交换树脂催化。其特点是对设备的材质要求较低，而且催化剂可以反复使用、寿命较长、选择性高、副反应少

烷基（R-）烷基是烷烃分子中少掉一个氢原子而成的烃基。 碳碳双键：烯烃是指含有C=C键（碳-碳双键）（烯键）的碳氢化合物。双键（>C=C<）加成反应。 （具有面式结构，即双键及其所连接的原子在同一平面内） 碳碳三键（-C≡C-）。能发生 加成反应。（具有线式结构，即三键及其所连接的原子在同一直线上） 醚键（-O-）水脱去氢后形成的结构。 酯键 (-COO-)醇、酚与羧酸反应生成结构。 醛基(-CHO)；羰基中的一个共价键跟氢原子相连而组成的一价原子团。 可以发生银镜反应，可以和斐林试剂反应氧化成羧基。与氢气加成生成羟基。 羰基(>C=O)；羰基 是由碳和氧两种原子通过双键连接而成的有机官能团。可以与氢气加成生成羟基 羧基(-COOH)；羧基是有机化学中的基本酸基，所有的有机酸都可以叫羧酸，由一个碳原子、两个氧原子和一个氢原子组成。酸性，与NaOH反应生成水，与NaHCO3、Na2CO3反应生成二氧化碳 。 硝基(-NO2)；又称硝酰基。硝酸分子中去掉一个羟基后，剩下的基团。 磺基（-SO3H）磺基是硫酸的酰基，又叫做磺酰基。具有 酸性，可由浓硫酸取代生成 硫基（-SH）硫化氢失去一个氢后形成的基团。 氰基（-CN）氰失去氢后形成的基团。 羟基（-OH）水失去一个氢后形成的基团。 氨基（-NH2）氨基是有机化学中的基本碱基，所有含有氨基的有机物都有一定碱的特性，由一个氮原子和两个氢原子组成。不能写作“胺基”

对象的性质和反应条件的影响,有的磺化剂(如发烟硫酸)本身就是很强的氧 化剂,因此在主反应进行的同时,还有一系列二次副反应(串联反应)和平行 的副反应发生,情况十分复杂。 直链烷基苯进行磺化,当反应温度过高或反 应时间过长时,主要的副反应是生成砜。 一、反应原理 1.主反应: 以浓硫酸为磺化剂: 以发烟硫酸为磺化剂: 以SO3 为磺化剂: 其中R 为 C12H25 2.副反应: 十二烷基苯采用三氧化硫或发烟硫酸作磺化剂,当反应温度较高或反应 时间过长时,砜的生成是重要的副反应。 以发烟硫酸为磺化剂: 以SO3 为磺化剂: 砜是黑色有焦味的物质,它的产生对磺酸的色泽影响很大同时,它不 和烧碱反应,使最终产品的不皂化物含量增高。 二、反应特点 以硫酸为磺化剂,反应中生成的水使硫酸浓度降低,酸耗量大,反应速 度减慢,转化率低,生成的废酸多,产品质量差。 通常不用硫酸作磺化剂。 以发烟硫酸为磺化剂,生成硫酸,该反应亦是可逆反应,为使反应向右 移动,需加入过量的发烟硫酸,其结果会产生大量的废酸。 但其工艺成熟, 产品质量较稳定,工艺操作易于控制,所以至今仍有采用。 以SO3 作为磺化剂,反应可按化学计算量定量进行,三氧化硫利用率高, 没有废酸、没有水生成,中和时省碱,单耗低。 因此,目前生产十二烷基苯 磺酸钠主要以 SO3 作为磺化剂。

五种，脂肪醇硫酸酯盐、仲烷基硫酸酯盐、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸酯盐、脂肪酸衍生物的硫酸酯盐、不饱和醇的硫酸酯盐。

1、脂肪醇硫酸酯盐

脂肪醇硫酸酯盐的通式为：ROSO-3M+，R为烷基，M+为钠、钾、铵、乙醇胺基等阳离子，又名伯烷基硫酸盐，英文简写为FAS或AS。

FAS是肥皂之后出现的最早阴离子表面活性剂，是由椰子油氢解生成的C12～C14脂肪醇与硫酸酯化并中和制得，合适的溶解性、泡沫性和去污性。大量应用于洁齿剂、香波、泡沫浴和化妆品中，也是轻垢、重垢洗涤剂、地毯清洗剂、硬表面清洗剂配方中的重要组分。

2、仲烷基硫酸酯盐

仲烷基硫酸盐（Teep01）是由—烯烃与硫酸反应生成的仲烷基硫酸酯，经中和后得到的产品，通式为R厂CH-O-SOAN，商品名为梯波尔(Teep01）

3、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸酯盐

（AES) 脂肪醇聚氧乙烯醚是一种非离子表面活性剂，与硫酸酯化、中和得到硫酸酯盐（AES）。实际上AES是非离子-阴离子型两性混合表面活性剂，一般也归在阴离子型硫酸酯盐表面活性剂中。

4、脂肪酸衍生物的硫酸酯盐

这类物质的通式为R-CXR'OSO-3M+ (X为氧原子、-N、-N、R'，为烷基、亚烷基、羟烷基、烷氧基）。这类产品有良好的润湿性和乳化性，通常用润湿剂。如用硫酸处理含有羟基或不饱和键的油脂或脂肪酸酯，中和后得到的产品为油脂或脂肪酸酯的硫酸酯盐。

5、不饱和醇的硫酸酯盐

脂肪醇硫酸酯盐结构中脂肪醇部分是含有双键的不饱和醇时其性能有较大改变，在低温时仍呈透明状，较低表面张力和临界胶束浓度，良好的润湿性能。油醇硫酸盐是一种重要的不饱和醇硫酸盐，起泡力好、去污力强并有良好的乳化能力和良好的钙皂分散力，是目前正在研制开发的新产品。

参考资料来源：百度百科-阴离子表面活性剂