十二烷基苯磺酸钠

合成十二烷基苯磺酸钠的工作任务

1十二烷基苯磺酸钠概述

十二烷基苯磺酸钠是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。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。由于LAS具有良好的去污性能、价格便

宜和易生物降解，被广泛应用于制造洗衣粉和洗涤剂。

直链烷基苯（LAB ）是生产阴离子表面活性剂直链烷基苯磺酸钠（LAS）的主要原料，因而LAB的生产已成为表面活性剂行业的支柱，在工业和民用上都有广泛的用途。

2 •十二烷基苯磺酸钠开发任务书

十二烷基苯磺酸钠产品的《产品开发任务书》如表7-1 o

表7-1 产品开发项目任务书

编号：XXXXXX

7.2十二烷基苯磺酸钠合成任务分析

7.2.1目标化合物分子结构的分析

①十二烷基苯磺酸钠的分子式：C sHg SONa

②十二烷基苯磺酸钠的分子结构式：

不难看出，目标化合物基本结构为烷基苯的结构，在烷基的对位上接有磺酸基团。（由

于十二烷基为邻对位定位基且空间位阻效应的影响，磺酸基团一般处在烷基的对位） 722合成法路线分析

对于十二烷基苯磺酸钠而言，逆向合成步骤如下:

相应的合成路线如下:

C —

C 12H 25

—1 SO ・ C 12H 25

SO 3Na

或 C 12H 25CI

____ 2. NaOH

_

7.2.3文献中常见的十二烷基苯磺酸钠合成方法

目前文献资料所载十二烷基苯磺酸钠的合成路线与上面分析的合成路线基本相同， 一条

是以苯、液体石蜡（正构十二烷）为出发原料的路线。

另一条是以苯、1-十二烯为出发原料的生产路线， 即路线分析的路线。 此路线中第一步

是由苯与1-十二烯发生C-烷基化反应，第二步是十二烷基苯的磺化反应，最后磺化产物用 碱中和即成目标化合物。

下面我们将从烯烃（a -十二烯的）合成路线出发，将合成过程中需要考虑的各种因素 进行剖析，找出一条相对合适的合成方案，并按此方案进行合成来实际检验方案的可行性。 假如采用其他的合成路线，请同学们沿此思路自己剖析，应该不难找出合适的合成的方案。 7.2.4十二烷基苯磺酸钠合成过程单元反应及其控制分析

在选定好合适的合成反应路线后，必须对各步反应的反应过程加以详细的考察论证后， 才有可能具体地实施这条合成路线。不难看出，用烯烃的 C-烷基化和磺化反应是合成过程

实施的关键反应。

724.1十二烯与苯烷基化反应及其控制

1 .烷基化反应

把烃基引入有机物分子中的碳、氮、氧等原子上的反应称为烷基化反应，简称烷基化。 所引入的烃基可以是烷基、烯基、芳基等。其中以引入烷基（如甲基、乙基、异丙基等）最 为重要。广义的烷基化还包括引入具有各种取代基的烃基

（-CH 2COOH 、-CH 2OH 、-CH 2CI 、

CH 2CH 2CI 等）。

在催化剂作用下直接向芳环碳原子上引入烷基的反应称为芳环上的 C-烷基化反应是。

这种反应最初是在1877年由巴黎大学的法国化学家 Friedel 和美国化学家Crafts 两人发现的,

故也称Friedel-Cralfs 反应。利用这种反应可以合成一些列烷基取代芳烃，其在有机合成

上有着重要意义。

2. C-烷基化反应历程

芳烃上的C-烷基化反应属于亲电取代反应。催化剂大多是路易斯酸、质子酸或酸性氧 化物，催化剂的作用是使烷基化剂极化成活泼的亲电质点，这种亲电质点进攻芳环生成 络合物，再脱去质子而变成目的产物。

+ -CH —CH,

“堰 -

SQNa

C 12H 25

一

C 12H 26

CI 2

光或热

° C12H25CI

壬

C i”： SO 3Na

NaOH

O -+ R CHCMj

需要说明的是，质子与不对称烯烃的加成遵循马氏规则，

但经正碳离子重排后， 变成仲

碳正离子。

3. 影响C-烷基化反应的主要因素

(1) 苯的反应性质

苯在常温下为一种无色、透明、易挥发液体，熔点 5.5 C,沸点80.1 C ，难溶于水，易

溶于有机溶剂，本身也可作为有机溶剂。苯可燃，有毒，也是一种致癌物质。苯是一种碳氢 化合物也是最简

单的芳烃。

由于Friedel-Cralfs 反应是亲电取代反应，苯环上不存在其他基团，反应空间位阻较

小，故傅-克反应活性较好。

而当苯环上存在供电子基时， 会使苯环上的电子云密度增加， 芳香烃活性增加，有利于

反应的进行。当芳环上存在吸电子基时，

芳香烃活性降低，甚至不发生Friedel-Cralfs 反应。

如硝基苯不发生 Friedel-Cralfs 反应。

(2)

a -十二烯的反应性质

a -十二烯是无色液体。熔点-33.6 C,沸点213C, 92-95 °C (2kPa ),相对密度0.760( 20/4 C), 折光率1.4327，闪点77 C 。溶于醇、醚、丙酮、石油醚、不溶于水。

a -十二烯在催化剂存在的条件下烷基化反应活性较好，稍高一点的温度下就能进行反 应。

(3) 烷基化反应的催化剂

芳香族化合物 C-烷基化反应最初用的催化剂是三氯化铝 ，无水三氯化铝是各种傅-克反 应中使用最广泛的催化剂。

用三氯化铝作催化剂时， 还必须有少量氯化氢存在。 A1C13能与HCI 作用生成络合物，

该络合物又能与烯烃反应而形成活泼的正碳离子：

HCI + A1CU — ib-Cl-AlCI 3

屮

-

6 i

+■

R —CH —+ H-'CbAlCls [RCHCH 3] •A1CL/

由于分子筛作催化剂具有许多独特的优势，也可以用分子筛

(粒度0.173 mm)吸附

A1C13及HCI 作反应的催化剂，分子筛催化剂(吸附 A1C1 3和HCI )用量为0.5g/摩尔目的 产物。

(4) 物料配比

由于苯烷基化反应生成的十二烷基苯性质较苯更容易发生多烷基化， 为避免多烷基化反

应的发生，苯在反应中应该大过量。但苯如果过量太多，则会影响到十二烷基苯的生产效率， 因此，实际上

苯与 a -十二烯的摩尔比应为 6~10 ： 1。

(5 )反应温度

反应温度高，反应速率越快，但温度过高会引起多烷基化反应比例上升， 苯环的单烷基 化反应温度一般控制 60~80 C (在溶液的回流温度左右)。

(6)副反应 ①

芳环上的C-烷基化可发生连串反应。由于烷基是供电子基，芳

环上引入烷基后因电 子云密度增加而比原先的芳烃更加活化， 这有利于其进一步与烷基化剂反应生成二取代烷基

芳烃，甚至生成多烷基芳烃。但是， 随着烷基数目增多， 空间位阻效应会阻止进一步引入烷 基，使反应速度减慢。因此烷基苯的继续烷基化反应的速度是加快还是减慢， 需视两种效应 的强弱而定，且与所用的催化剂有关。一般说来，

单烷基苯的烷基化速度比苯快。

当苯环上

取代烷基的数目增加， 由于空间位阻效应，实际上四元以上取代烷基苯的生成是很少的。

为

M CH

肉0

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