十二烷基苯磺酸钠的实验室制备工艺探究

摘要：本文通过查阅目前几种十二烷苯磺酸钠(SDBS)的制备方法文献，比较了四种磺化剂，发现其中的氨基磺酸磺化SDBS的方法更适用于在实验室制备，该方法具有反应温和安全，小剂量制备简单快速的优点。将各种方法综合对比后，探明了各自的利弊和应用范围。

关键词：十二烷苯磺酸钠、实验室制备工艺、磺化剂

1 引言

十二烷基苯磺酸钠(SDBS)是一类应用最广的阴离子表面活性剂1，外观为白色或淡黄色粉状或片状固体。难挥发，易溶于水，溶于水而成半透明溶液。具有去污2、润湿3、发泡4、乳化5、分散6、凝聚、脱脂脱墨等性能，可直接用于配置民用及工业用洗涤用品，已成为合成洗涤剂活性物的主要品种7。

十二烷基苯磺酸钠的制备实验是一个比较成熟的实验，目前有很多合成方法。其基本原理是烷基化剂和苯生成烷基苯，再经磺化、中和后制成。经过查阅资料，发现合成方法的不同点主要是其磺化剂的不同。通过探究对比分别以三氧化硫8、浓硫酸9、氯磺酸10和氨基磺酸11为磺化剂合成SDBS的四种方法，找到了以氨基磺酸为磺化剂，在烷基苯上引入磺基后，再用NaOH将磺基水解的最佳SDBS实验室制备工艺，并对改工艺进行了重复试验，得到了良好结果。

2实验部分

2.1 实验试剂及产物的物理常数

2.2实验装置

搅拌器、温度计、四口烧瓶、滴液漏斗、回流冷凝器、分液漏斗、布氏漏斗、抽滤瓶、真空泵

2.3 实验方法

2.3.1方法一

室温空气经压缩、干燥、转子流量计计量后, 通入三氧化硫发生器，发烟硫酸经计量后滴入三氧化硫发生器, 控制发生器的温度为180士5℃ , 三氧化硫和空气充分混合后, 经缓冲瓶通入磺化反应器中.反应器中预先加入规定量十二烷基苯, 在搅拌下连续通入三氧化硫, 控制磺化温度为50~52℃, 达到规定的分析指标后停止反应磺化过程中排出的尾气, 用的氢氧化钠水溶液吸收后排空。磺化后的酸性十二烷基苯磺酸, 依次用10％的氢氧化钠水溶液及24％氢氧化钠水溶液中和, 即得膏状的SDBS，中和过程应保持在微碱性条件下进行, 中和温度应低于40℃ , 最终产品的PH值为8左右。

2.3.2方法二

通过在装有搅拌器、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。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）。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。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，即为十二烷基苯磺酸钠。

2.3.3方法三

在向装有搅拌器和温度计的250ml干燥四口烧瓶中，加入十二烷基苯12.5ml，冰水浴降温。缓慢滴加相同物质的量的氯磺酸（9.3ml），控制温度在10℃反应1.5h，将上述磺化混合液加入20ml氯仿，倒入分液漏斗中，静止片刻，分层，放掉下层（氯仿层），保留上层，再用水冲洗，最后用质量分数10%氢氧化钠调节pH=7~8，得到白色膏状产品，抽滤洗涤，烘干。

2.3.4方法四

将244g(1mol)十二烷基苯置于500ml的烧杯中,加入精制的粉末状氨基磺酸194g(2mol),羧甲基纤维素钠75g搅拌均匀,置于水浴上加热至95℃。保温搅拌1小时,随着反应的进行，反应液逐渐由粘稠变成膏状，由乳液变成透明体,磺化反应结束将膏状物移入1000 ml三口烧瓶中，加入90g饱和NaOH溶液，边加边搅拌，NH₃迅速逸出,将NH₃导入稀醋酸吸收瓶中。随后用冷水冷却反应液,使温度不超过70℃,调节pH为10左右。中和结束后,在10~15mm汞柱的真空下抽真空排除残余氨气,约半小时左右,氨味消除,pH下降至8~9,即得白色粘稠状产品。

3 结果与讨论

本方法中成功制备了氨基磺酸的十二烷基苯磺酸钠，产率约为 %，鉴于产物色泽泛黄。综合考虑可能与磺化剂的用量、反应温度有关，磺化剂与透明度、粘度等物理状态有着很大影响，其次反应温度影响反应速度，温度越高、速度越快，但温度过高反应中易产生色素物质。

4 结论

方法一制备的的十二烷基苯磺酸钠具有高纯度，高含固量的优势，但所需设备复杂，实验技术要求高，反应不易控制，一般用于工业生产。

方法二利用发烟硫酸磺化操作简单，反应迅速，但是产率较低，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，透明度低，色泽较深。

方法三利用氯磺酸磺化磺化率高，但试剂较为昂贵，且该物质不稳定遇水易爆炸，具有一定的危险性，不适宜用于实验室制备。

方法四反应比较温和，反应速度易于控制，但需要另加助剂。

通过综合对比几种SDBS制备方法，结合实验室制备、学生操作、试剂要求等条件约束， 得到了以氨基磺酸为磺化剂，在烷基苯上引入磺基后，再用NaOH将磺基水解的最佳SDBS实验室制备工艺。

参考文献

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