第二章磺化反应(1)

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1、第二章磺化和硫酸化西北民族大学化工学院CollegeofChemicalEngineering第二章磺化和硫酸化本章主要介绍磺化反应的理论、定义、影响因素、生产工艺及产物的分离，共16学时。1、了解磺化反应的重要性、定义及常用磺化剂和硫酸化剂，掌握不同浓度硫酸的配制。2、掌握磺化反应的亲电质点、磺化反应的历程，了解磺化反应的动力学。3、掌握磺化反应的影响因素：第二章磺化和硫酸化被磺化物结构的影响磺基的水解、磺酸的异构化磺化剂浓度和用量的影响反应温度和时间的影响催化剂及添加剂的影响4、磺化生产工艺：掌握过量硫酸磺化

2、法、SO3磺化法、氯磺酸磺化法及亚硫酸盐磺化法的基本理论、工艺条件及典型例子；第二章磺化和硫酸化了解共沸去水磺化法、烘焙磺化法。5、磺化产物的分离：掌握稀释酸析法、直接盐析法、中和盐析法、脱硫酸钙法的分离机理、适用范围及典型例证；了解萃取分离法。6、了解醇和烯烃的硫酸酯化。第二章磺化和硫酸化教学重点：1、磺化反应的影响因素：被磺化物结构的影响、磺基的水解、磺酸的异构化。2、过量硫酸磺化法、SO3磺化法、氯磺酸磺化法及亚硫酸盐磺化法的基本理论、工艺条件及典型例子。3、磺化产物的分离机理。教学难点：1、磺化产物的分离

3、机理。2、醇和烯烃的硫酸酯化。2.1概述2.1.1定义2.1.2引入磺酸基的主要目的2.1.3磺化剂、硫酸化剂2.1.4本章讨论的主要内容2.1概述2.1.1定义磺化?向有机化合物分子中的C(N)原子上引入磺基(-SO3H)、-SO2Cl、-SO3M(M：NH4+或金属离子)，生成磺酸(R-SO3H)、磺酸盐(R-SO3M)或磺酰氯(R-SO2Cl)的任何化学反应过程。2.1概述这些基团和C原子相连，生成C-S键；和N原子相连，生成N-S键→N-磺酸盐或氨基磺酸盐，如R-NHSO3Na。2.1概述例几乎所有的芳环

4、和杂环化合物，都可以进行磺化，少数脂肪族和脂环族化合物也可以进行这类反应。2.1概述硫酸化（硫酸酯化、硫酸盐化）?向有机化合物分子中的O原子上引入-SO3H基，或在C原子上引入-OSO3H，生成硫酸烷酯R-OSO2OH的反应。S原子和O原子相连，生成C-O-S键。2.1概述单烷基硫酸酯二烷基硫酸酯2.1概述2.1.2引入磺酸基的主要目的⑴直接使用磺基：使产物具有水溶性、酸性、表面活性（乳化、湿润、发泡）或对纤维素具有亲和力；⑵磺基转化：将磺基转化为其他基团，如-OH、-NH2、-Cl、-CN，制得一系列有机中间体

5、或精细化工产品。⑶利用磺化脱磺（磺基的可水解性）：先在芳环上暂时引入磺基，完成特定反应后，再将磺基水解掉。2.1概述磺化单元广泛用于合成表面活性剂、水溶性染料、食用香料和药物。最重要的是阴离子表面活性剂？芳磺酸的物理性质？2.1概述靛蓝：还原染料，不溶于水，染色性差5,5′-靛蓝-二磺酸：可溶性酸性染料2.1概述如碱熔法制酚：2.1概述a.安安蓝B色基的合成（磺化目的？）2.1概述b.在邻位合成中的应用（占位）2.1概述c.混合物分离：苯和甲苯如何分离？苯和甲苯混合物，一定条件下磺化，甲苯被磺化→对甲苯磺酸，苯不

6、反应，磺酸溶于水和苯分离；对甲苯磺酸高温水解→甲苯，从而将二者分离。2.1概述2.1.3磺化剂、硫酸化剂常用磺化剂?取代磺化剂：硫酸、发烟硫酸、氯磺酸、三氧化硫。置换磺化剂：亚硫酸盐。强度顺序?SO3＞ClSO3H＞发烟硫酸＞H2SO4SO3＞SO3·HCl＞SO3·H2SO4＞SO3·H2O2.1概述⑴三氧化硫结构式?中心S原子以SP2杂化轨道与3个O原子形成3个σ键，同时，S还以Pd2杂化π轨道与3个O形成垂直于分子平面的四中心六电子大π键∏46。SO3性质?十分活泼，室温时便容易发生聚合。存在α、β、γ、δ

7、四种晶型。2.1概述γ型在常温下为液态，但不稳定，有微量水存在，便转变为固态的α型和β型，可加入少量稳定剂（？）。2.1概述⑵硫酸和发烟硫酸规格由于制备和使用上的原因，工业硫酸有两种规格：92~93%(质量分数)的硫酸，也称绿矾油98~100%的一水合物H2SO42.1概述如果有过量SO3存在于硫酸中就成为发烟硫酸，发烟硫酸也有两种规格：含游离SO320~25%(质量分数)含游离SO360~65%这四种规格的硫酸在常温下都是液体，运输、贮存和使用都比较方便。硫酸浓度和凝固点关系：图4-1。SO3·H2SO42.1

8、概述b.各种含量硫酸的换算发烟H2SO4的含量既可用游离SO3含量w(SO3)(质量分数)表示，也可用H2SO4含量w(H2SO4)表示。两种表示方法如何换算?w(H2SO4)=100%+0.225w(SO3)(4-1)w(SO3)=4.44[w(H2SO4)-100%](4-2)2.1概述如：含游离SO320%的发烟硫酸换算成H2SO4的百分含量为：w(H2SO4)=1