琥珀酸二異辛酯磺酸鈉的合成與應(yīng)用

1、琥珀酸二異辛酯磺酸鈉的合成與應(yīng)用實(shí)驗(yàn)任務(wù)：以異辛醇和順丁烯二酸酊為原料，通過(guò)酯化和磺化，合成琥珀酸二異辛酯磺酸酯。琥珀酸二甲酯磺酸鈉的合成一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? .學(xué)習(xí)由異辛醇和順丁烯二酸酊通過(guò)酯化和磺化合成琥珀酸二異辛酯的原理及合成方法。2 .掌握琥珀酸二異辛酯的分離技術(shù)和分離方法。3 .學(xué)習(xí)用表面張力儀測(cè)量液體的表面張力。二、實(shí)驗(yàn)原理1 .主要性質(zhì)和用途琥珀酸酯磺酸鈉是一類(lèi)性能優(yōu)良的陰離子表面活性劑，具有親水、親油性質(zhì),能起乳化、分散、增溶、潤(rùn)濕、發(fā)泡、消泡、保濕、潤(rùn)滑、洗滌、抗靜電、防腐作用，廣泛用于紡織、印染、涂料、造紙、醫(yī)藥、農(nóng)藥、日用化工等領(lǐng)域。琥珀酸二異辛酯磺酸鈉也叫二-（2-乙基己基）

2、磺化琥珀酸鈉，由于其性能良好，應(yīng)用廣泛，因而有很多別名，也比較混亂，如二-（2-乙基己基）磺化琥珀酸鈉、順丁烯二酸二異辛酯磺酸鈉、表面活性劑1292、氣?§膠。不快速滲透齊IJT等，簡(jiǎn)稱AOT2 .合成原理本實(shí)驗(yàn)采用順丁烯二酸酊與甲醇先發(fā)生酯化反應(yīng),后進(jìn)行磺化制備琥珀酸二甲酯磺酸鈉，合成過(guò)程中的主要化學(xué)式如下:第一步：酯化反應(yīng)第二步：磺化反應(yīng)NaHSO3PTC100 ,2h琥珀酸二異辛酯磺酸鈉3 .酯化反應(yīng)和磺化反應(yīng)的影響因素(1) 酯化反應(yīng)的影響因素催化劑的影響不同催化劑催化合成順丁烯二酸二異辛酯的研究表明：磷酸酸性較弱，催化能力較低，濃硫酸具有較強(qiáng)的脫水性和吸水性，做催化劑時(shí)酯化

3、率最高，但因?yàn)槠溲趸詮?qiáng)，使副反應(yīng)增多，酯化產(chǎn)物復(fù)雜。十二烷基苯磺酸和對(duì)甲苯磺酸與有機(jī)試劑相容性好，酯化速率較快，最終轉(zhuǎn)化率也較高，是比較理想的催化劑。水的影響合成雙酯時(shí)，是單酯分子中的羧基和醇分子中的羥基的酯化反應(yīng)，為使反應(yīng)進(jìn)行需不斷除去生成的水，可通過(guò)真空抽出生成的水。加入苯、甲乙酮等低沸點(diǎn)的溶劑與水共沸帶出生成的水。低沸點(diǎn)醇也可與水共沸。因此，增加醇酐比，利用過(guò)量的辛醇也能起到帶水劑的作用，使反應(yīng)在短時(shí)間內(nèi)完成，但若醇的用量過(guò)多將導(dǎo)致產(chǎn)物中的辛醇?xì)埩袅吭黾樱乖铣杀驹黾?，反?yīng)中醇酊比為：1(摩爾比)為最佳。溫度的影響一般來(lái)說(shuō)，隨著反應(yīng)溫度的升高，反應(yīng)速率加快，但高溫下，副反應(yīng)也相應(yīng)增多

4、，所以溫度不是越高越好，實(shí)驗(yàn)中溫度應(yīng)控制在140左右。磺化反應(yīng)的影響因素 相轉(zhuǎn)移催化劑的影響本反應(yīng)是一個(gè)自催化反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物AOTM有良好的乳化能力，可以作為磺化反應(yīng)的相轉(zhuǎn)移催化劑。同時(shí)，在第一步反應(yīng)中順丁烯二酸酐的單酯產(chǎn)物用堿中和后，可直接作為磺化反應(yīng)的相轉(zhuǎn)移催化劑 磺化反應(yīng)的機(jī)理亞硫酸氫鈉是典型的親水試劑，順丁烯二酸酯受羧基的吸電子效應(yīng)，與亞硫酸氫鈉的加成反應(yīng)屬于親核加成。 溫度的影響雙酯磺化反應(yīng)液是在102左右恒沸，實(shí)驗(yàn)表明，增加加熱介質(zhì)溫度有利于反應(yīng)進(jìn)行，但溫度過(guò)高會(huì)使酯分解和SO逸出，加劇磺化劑損失，本實(shí)驗(yàn)中磺化反應(yīng)溫度控制在100左右。三、AO*成的工藝流程甲醇順丁烯二酸酊催化劑酯

5、化、保溫、脫水冷卻、中和、水洗、過(guò)亞硫酸氫鈉磺化、保溫、脫醇脫脂相轉(zhuǎn)移催化劑1d石油醴萃取、旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)、真空干燥成品圖1.合成AOT勺工藝流程示意圖四、主要儀器和藥品三口燒瓶（250ml）、電動(dòng)攪拌器、電熱套、溫度計(jì)（0200C）、球形冷凝管、蒸儲(chǔ)裝置、分水器、量筒、燒杯、天平、PH式紙、表面張力儀。異辛醇、順丁烯二酸酊、對(duì)甲苯磺酸、30%NaQH亞硫酸氫鈉、PTC五、實(shí)驗(yàn)操作步驟1 .量取50ml也勺45g）異辛醇，稱取15g順丁烯二酸酊，對(duì)甲基苯磺酸放入三口燒瓶中。2 .組裝好儀器，其中在分水器中加入25ml水。（此時(shí)分水器中水面距分水口約5ml）。3 .用電動(dòng)機(jī)攪拌加熱，使體系溫度升高到1

6、40C,并保持這個(gè)溫度2h,當(dāng)反應(yīng)分水回流器中儲(chǔ)出約水時(shí)停止加熱。4 .冷卻反應(yīng)液體到80c后，滴加30%NaOH和至PH為，此時(shí)有絮狀沉淀析出。5 .稱取和30ml水，加入三口燒瓶，再加入，用電動(dòng)機(jī)攪拌加熱升溫到100C,保持溫度回流2h,即得產(chǎn)物。6 .將產(chǎn)物稀釋100倍，用表面張力儀測(cè)量其表面張力（30mN/m左右）并記錄數(shù)據(jù)。六、實(shí)驗(yàn)記錄實(shí)驗(yàn)記錄表時(shí)間操作步驟反應(yīng)溫度實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象七、實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析八、思考題1 .在第一個(gè)反應(yīng)中，為什么異辛醇要過(guò)量，保持140c蒸儲(chǔ)出何組分因?yàn)榈谝粋€(gè)反應(yīng)為酯化反應(yīng)，有水生成，為使反應(yīng)向正反向進(jìn)行需要不斷出去體系中生成的水。而低沸點(diǎn)的醇可以與水形成共沸物。因此，異辛醇要過(guò)量，利用過(guò)量的異辛醇起帶水劑的作用從而是反應(yīng)可以在短時(shí)間內(nèi)完成。140c蒸儲(chǔ)出水和異辛醇的共沸物。2 .第二步反應(yīng)為何反應(yīng)（如親電加成、親核加成），為什么第二步反應(yīng)為親核加成反應(yīng)。因?yàn)轫樁∠┒狨ブ械碾p鍵受竣基吸電子效應(yīng)，帶有部分正電荷，所以與亞硫酸氫鈉加成屬親和加成反應(yīng)。3 .第一個(gè)反應(yīng)中為什么沒(méi)有加水，而第