十二烷基的合成方法及在助剂方面的应用_凯茵工业添加剂

背景及概述^[1]

十二烷基属于长链线性烷基，常温下是无色透明液体，有芳香味，可发生磺化反应、酰化反应和裂解反应，是生产洗涤剂的主要中间体，由直链烷基合成的直链烷基磺酸钠具有优良的表面活性、去污能力及生物可降解性。

合成方法^[1]

称取一定量的ZrOCl₂·8H₂O溶于适量蒸馏水，配制ZrOCl₂溶液不断搅拌，将一定量TiCl₄（n（Zr）/n（T）=1.5）缓慢滴入上述ZrOCl₂溶液，以25~28%氨水调节溶液至pH=10，所得沉淀于室温下陈化24h，过滤、洗涤至无Cl^–，110℃干燥24h后研磨至粒径0.10mm。然后，按16g沉淀/100mLH₂SO₄的比例，以1mol/L溶液浸渍0.5h，经过滤、洗涤、干燥，并在500℃温度下焙烧3h,制备SO₄^2-/ZrO₂-TiO₂催化剂。将15mL与3mL 1-十二烯加入100mL带磁力搅拌和回流冷凝管的两口烧瓶中，然后加入0.36g经300℃活化的SO₄^2-/ZrO₂-TiO₂催化剂，不断搅拌下回流反应3h。该反应中催化剂再生方法对合成十二烷基的影响如下图。

应用领域^[2][3]

1.制备增塑剂

烷基磺酰氯在工业上有广泛的用途，如用于制造合成洗涤剂烷基磺酸钠，聚氯乙烯树脂的增塑剂烷基磺酸酯等，尤其是烷基磺酸树脂（工业上称T-50石油酯）具有优良的电性能，耐候性及低热耗等已作为增塑剂大量使用于各种聚氯乙烯制品，特别是电线和电缆配方中。由十二烷基合成十二烷基磺酸酯的方法如下：十二烷基1200kg，比重0.871（15℃），在一氯乙烯为材料的反应釜内，釜内装有冷却用铅制盘管、汞弧灯、气体分布器、温度计及气体排出管等，通入配比为1:1.1的氯和二氧化硫，经混合后室温下通入，同时开启灯光，波长280nm，灯光功率和十二烷基量之比为0.8瓦/千克，该反应放热，以冷却水控制温度在25℃~32℃，混合气体通入量为30kg/h，反应生成氯化氢及少量未反应气体经排气管以水喷淋称盐酸回收，待反应物比重为0.996时，停止通入气体，以干燥的压缩空气吹去溶解的残余气体后，得十二烷基磺酰氯1440kg，皂化值163，转化率45%。

2.制备表面活性剂

十二烷基可用来合成十二烷基磺酸盐如十二烷基磺酸钠，是常见的阴离子表面活性剂，广泛应用于洗涤剂、清洁剂等。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35mL（34.6g），搅拌下缓慢加入质量分数98%35mL，温度不超过40℃，加完后升温至60～70℃，反应2h。将磺化混合液降温至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，即为十二烷基磺酸钠。其反应式如下。

主要参考文献

[1] 王知彩, 孙康, 刘九玲. SO42-/ZrO2-TiO2 催化与 1-十二烯烷基化合成十二烷基[J]. 分子催化, 2007, 21(1): 38-42.

[2] 任治，王祖明，烷基磺酸酯系列增塑剂的制造方法，CN 92108526，申请日1992-08-08

[3] 东华大学化工学院基础化学实验编写组.基础化学实验.上海:东华大学出版社,2002