《磺化反應(yīng)》ppt課件

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1、磺化反應(yīng)概述磺化劑的種類磺化反應(yīng)歷程磺化反應(yīng)的影響因素磺化方法磺化后處理磺化過程的控制與產(chǎn)品鑒定概述目的Ar-H+H2SO4→Ar-SO3H①使產(chǎn)物具有水溶性、酸性、表面活性或?qū)w維的親和力如產(chǎn)物表面活性②將-SO3H轉(zhuǎn)變?yōu)?OH,-NH2,-CN,-X等，從而制成系列中間體基團(tuán)置換概述③利用磺酸基的水解性，完成特定的反應(yīng)后，再將其水解安定藍(lán)B色基磺化方法：脂肪族化合物加成磺化（NaHSO3）置換磺化游離基反應(yīng)氧磺化（SO2＋O2）氯磺化（SO2＋Cl2）芳香族化合物置換磺化（亞硫酸鹽法）親電取代過量硫酸磺化法（液相磺化法，H2SO4）共沸去水磺化法（氣相磺化法，H2SO4）三氧化硫磺化（SO

2、3）氯磺酸磺化（ClSO3H）芳伯胺烘焙磺化法磺化劑的種類1，SO3---最有效的磺化劑SO32，H2SO4和發(fā)煙硫酸H2SO4和發(fā)煙硫酸3，氯磺酸氯磺酸4，亞硫酸鈉或亞硫酸氫鈉亞硫酸鈉或亞硫酸氫鈉(親核取代）磺化反應(yīng)歷程磺化動(dòng)力學(xué)反應(yīng)歷程反應(yīng)歷程+H+k1k-1K2,-H+H2SO4中電離平衡：2H2SO4SO3＋H3O+＋HSO4-2H2SO4H3SO4+＋HSO4-3H2SO4H2S2O7＋H3O+＋2HSO4-3H2SO4HSO3+＋H3O+＋2HSO4-SO3?H2SO4中電離平衡：SO3＋H2SO4H2S2O7H2S2O7＋H2SO4H3SO4++HS2O7-磺化動(dòng)力學(xué)可能的磺化質(zhì)

3、點(diǎn)是不同溶劑化的SO3分子,a,在發(fā)煙硫酸中主要的磺化質(zhì)點(diǎn)為SO3，b,在較濃的硫酸中的質(zhì)點(diǎn)為H2S2O7，它是SO3和H2SO4溶劑化的形式C,在較低濃度的硫酸中（80％－85％）主要是H3SO4＋，它是SO3和H3O＋溶劑化形式磺化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)1-[H2O]≈1水對(duì)磺化反應(yīng)速度的影響[H2SO4]，％98.9998v（相對(duì)）391磺化反應(yīng)的影響因素被磺化有機(jī)物的性質(zhì)磺基的水解磺化溫度磺化劑的濃度和用量添加劑的影響一、被磺化物的性質(zhì)磺化反應(yīng)是親電取代，已有取代基是給電基團(tuán)，使反應(yīng)易進(jìn)行；已有取代基為吸電基團(tuán)使反應(yīng)難進(jìn)行常見有機(jī)物磺化反應(yīng)難易程度空間效應(yīng)的影響表一磺化異構(gòu)產(chǎn)物的比例（25℃，89

4、.1%H2SO4)RCH3C2H5CH(CH3)2C(CH3)3o/p0.880.390.0570二、磺基的水解磺基的水解規(guī)律有吸電子基的芳磺酸，芳環(huán)上的電子云密度較低，磺基難水解有給電子基的芳磺酸，芳環(huán)上的電子云密度比較高，磺基容易水解介質(zhì)中H＋3O的濃度越高，水解速度越快，因此磺酸的水解都采用中等濃度的硫酸磺化和水解的速度與硫酸溫度有關(guān),每升高10℃,磺化速度增加2倍,水解速度增加2.5-3.5倍。(在低溫用較濃的硫酸磺化時(shí)，水解速度很慢，可以看作是不可逆磺化。在高溫下用較稀的硫酸磺化時(shí)，水解速度較快，可以看作是可逆磺化。)三、溫度A,溫度太低，反應(yīng)速率低；溫度太高，引起多磺化、氧化等負(fù)反

5、應(yīng)B,影響-SO3H基團(tuán)的取代位置（-SO3H的體積大）甲苯磺化萘磺化磺化反應(yīng)中的異構(gòu)化四、磺化劑的濃度與用量每引進(jìn)1個(gè)－SO3H基團(tuán)，同時(shí)生成1mol水，水的生成降低了體系中硫酸的濃度廢酸以SO3的重量百分?jǐn)?shù)表示——π值易磺化，π值要求低；難磺化，π值要求高π值計(jì)算單磺化取代的磺化劑的用量以SO3為基準(zhǔn)：加入磺化劑＝消耗量＋廢酸含量，α表示原料中SO3的重量百分?jǐn)?shù)以1mol一磺化產(chǎn)物為基準(zhǔn)，X*α/100=80+(X-80)*π/100(1)純SO3，α＝100，則X＝80(2)發(fā)煙硫酸，H2SO4濃度越高，則α越小，X要求的越大(3)α＝π，X趨于無窮磺化劑的影響項(xiàng)目磺化劑H2SO4Cl

6、SO3HSO3?H2SO4SO3沸點(diǎn)，℃290～317151～150與濃度有關(guān)46磺化速度慢較快較快瞬間完成磺化轉(zhuǎn)化率達(dá)到平衡，不完全較完全較完全定量轉(zhuǎn)化磺化熱效應(yīng)需加熱一般一般放熱量大，需冷卻磺化物粘度低一般一般十分粘稠副反應(yīng)少少少多，有時(shí)很高產(chǎn)生廢酸量大較少較少無反應(yīng)器容積大大一般很小五、添加劑的影響（1）改變定位（2）添加劑能抑制負(fù)反應(yīng)＞170℃羥基蒽醌磺化時(shí)加入硼酸磺化方法過量硫酸磺化法共沸去水法三氧化硫磺化法氯磺酸磺化法亞硫酸鹽磺化法一、過量硫酸磺化法Ar－H＋H2SO4→ArSO3H＋H2O－Q；反應(yīng)初期速率快，需要冷卻，反應(yīng)后期速率慢，需要加熱。特點(diǎn)（1）以硫酸為反應(yīng)介質(zhì)，在液相

7、中進(jìn)行；（2）磺化試劑硫酸過量很多倍；（3）應(yīng)用范圍很廣；（4）反應(yīng)可逆；（5）有大量廢酸生成?；腔O(shè)備（1）型式：釜（鍋）式反應(yīng)器（2）材質(zhì)：鋼或鑄鐵，多數(shù)為鋼（廢酸濃度≥70％）（3）攪拌器：錨式或復(fù)合式攪拌投料方式制備單磺化物液態(tài)：反應(yīng)溫度下逐步將磺化劑加入被磺化物中，如萘、甲苯等的磺化。固態(tài)：低溫下將被磺化物加入磺化劑中，溶解后緩慢升溫，如萘酚的磺化。145℃100％H2SO460～80℃