1.定义
磺化是在有机化合物分子中引入磺(酸)基(—SO 3 H)的反应。
常用的磺化剂有发烟硫酸、亚硫酸钠、焦亚硫酸钠、亚硫酸钾、三氧化硫、氯磺酸等。
2.工业应用
磺化是有机合成中的一个重要过程,在化工生产中的应用较为普遍。如苯磺酸、磺胺、快速渗透剂T、太古油等重要化工医药原料。
(1)苯与硫酸直接磺化制备苯磺酸。苯磺酸主要用于经碱熔制苯酚,也用于制间苯二酚等。其磺化反应式为:
(2)乙酰苯胺(退热冰)经磺化可制取磺胺。磺胺是合成消炎类药物的母液。其生产过程为:退热冰加入氯磺酸磺化,再经氨化、水解、中和得到对氨基苯磺酰胺(磺胺)。
(3)顺丁烯二酸酐经磺化可制取快速渗透剂T。快速渗透剂T是渗透力极强的阴离子表面活性剂,润湿性、乳化性和起泡性均佳,广泛用于染料、农药、石棉、石油及天然气开采和金属选矿等方面。其化学反应过程为:
(4)蓖麻油为原料经磺化可制取蓖麻油磺酸钠(太古油)。太古油可用作肥皂、助染剂、皮革整理剂。其生产过程为:蓖麻油加硫酸磺化后,与氢氧化钠中和得到蓖麻油磺酸钠。
(1)常用的磺化剂浓硫酸、三氧化硫、氯磺酸等都是氧化剂。特别是三氧化硫,它一旦遇水则生成硫酸,同时会放出大量的热量,使反应温度升高造成沸溢、使磺化反应导致燃烧反应而起火或爆炸;同时,由于硫酸极强的腐蚀性增加了对设备的腐蚀破坏作用。
(2)磺化反应是强放热反应,若在反应过程温度超高,可导致燃烧反应,造成爆炸或起火事故。
(3)苯、硝基苯、氯苯等可燃物与浓硫酸、三氧化硫、氯磺酸等强氧化剂进行的磺化反应非常危险,因其已经具备了可燃物与氧化剂作用发生放热反应的燃烧条件。对于这类磺化反应,操作稍有疏忽都可能造成反应温度升高,使磺化反应变为燃烧反应,引起着火或爆炸事故。
(1)使用磺化剂必须严格防水防潮、严格防止接触各种易燃物,以免发生火灾爆炸;经常检查设备管道,防止因腐蚀造成穿孔泄漏,引起火灾和腐蚀伤害事故。
(2)保证磺化反应系统有良好的搅拌和有效的冷却装置,以及时移走反应热,避免温度失控。
(3)严格控制原料纯度(主要是含水量),投料操作时顺序不能颠倒、速度不能过快,以控制正常的反应速率和反应热,以免正常冷却失效。
(4)反应结束,注意放料安全,避免烫伤及腐蚀伤害。
(5)磺化反应系统应设置安全防爆装置和紧急放料装置,一旦温度失控,立即紧急放料,并进行紧急冷处理。