苯磺酸的概述及应用

背景及概述^[1][2]

苯磺酸分子式C₆H₆O₃S，分子量158.17，无色易吸湿结晶。对皮肤、眼睛、粘膜有强刺激作用。熔点43～44℃ (含一个半分子结晶水)；无水物熔点50～51℃。易溶于水、乙醇，微溶于苯，不溶于乙醚、二硫化碳。呈强酸性，酸性与硫酸相当，但无氧化性，离解常数K=0.2(25℃)。苯磺酸的磺酸基可被多种基团取代，与氢氧化钠碱熔生成苯酚钠；与氰化钠反应生成苯腈；与溴反应生成溴代苯；与硝酸反应生成硝基苯；与水共热脱去磺酸基。苯磺酸可以由苯在浓硫酸作用下发生磺化反应制得，用于制取苯酚、间苯二酚，也用作酯化反应和脱水反应中的催化剂。

如果吸入苯磺酸，请将患者移到新鲜空气处；如果皮肤接触，应脱去污染的衣着，用肥皂水和清水彻底冲洗皮肤，如有不适感，就医；如果眼晴接触，应分开眼睑，用流动清水或生理盐水冲洗，并立即就医；如果食入，立即漱口，禁止催吐，应立即就医。对保护施救者的忠告如下：将患者转移到安全的场所，咨询医生，如果条件允许请出示此化学品安全技术说明书给到现场的医生看。若泄露，小量泄漏尽可能将泄漏液体收集在可密闭的容器中，用沙土、活性炭或其它惰性材料吸收，并转移至安全场所，禁止冲入下水道；若大量泄漏，构筑围堤或挖坑收容，封闭排水管道，用泡沫覆盖，抑制蒸发，用防爆泵转移至槽车或专用收集器内，回收或运至废物处理场所处置。

性质及结构

苯磺酸结构如下：

苯磺酸的磺酸基可被多种基团取代，与氢氧化钠碱熔生成苯酚钠；与氰化钠反应生成苯腈；与溴反应生成溴代苯；与硝酸反应生成硝基苯；与水共热脱去磺酸基：

制备^[1][2]

以苯为原料，经硫酸磺化而得。93%硫酸2400L加入磺化锅内，将苯以2500-3000L/h的流量打入蒸发器，经过蒸发及过热成温度为150℃以上的过热苯蒸气，通过鼓泡器在硫酸层中进行反应，温度在170℃左右，最后游离酸控制在4-5%。大约经过10h左右完成反应，未反应的苯蒸气和生成的水蒸气经冷凝分离，酸性苯再经液碱中和、食盐脱水后循环使用。含苯的苯磺酸再经真空脱苯器脱除余苯。磺化收率96.5%。苯磺酸用亚硫酸钠或氢氧化钠中和，即得苯磺酸钠。中和收率99%。原料消耗定额:苯600kg/t、发烟硫酸750kg/t。

应用^[2][3]

苯磺酸是重要化工原料，主要用于制备苯酚；在有机合成中作酯化反应、脱水反应、聚合反应及解聚反应的催化剂。应用举例如下：

1. 用于制备苯酚。

苯酚是重要的有机化工原料，用它可制取酚醛树脂、己内酰胺、双酚A、水杨酸、苦味酸、五氯酚、2，4-D-己二酸、酚酞n-乙酰乙氧基苯胺等化工产品及中间体，在化工原料、烷基酚、合成纤维、塑料、合成橡胶、医药、农药、香料、染料、涂料和炼油等工业中有着重要用途。苯酚的制备方法，其特点是：所用原料为苯和浓硫酸，按照一定比例经聚合反应、蒸馏、碱熔、酸化、结晶而成；原料的比例为苯与浓硫酸的质量比为1.5－2.5∶1；所述浓硫酸为98%的浓硫酸；所述聚合反应温度为120－140℃，反应时间为30－50分钟；所述蒸馏温度为130－150℃；所述碱熔是将苯磺酸置于容器内，加热至55－65℃，待苯磺酸全部熔化后加入苯质量的2－3倍氢氧化钠粉末，并不断搅拌1－3小时生成苯酚钠；所述酸化是将苯酚钠等混合物用水溶解，在常温、常压下通入二氧化硫气体；所述结晶是将溶液降温至2－6℃，过滤，将滤渣用65－75℃的蒸馏水溶解，然后降温至2－6℃。

2. 用于制备3-氯-1，2-丙二醇。3-氯-1，2-丙二醇(简称氯代甘油)是重要的甘油氯代物，用途广泛：可作为有机合成中间体，用来合成农药、染料。

近十几年来，在航天用材料、非离子型造影剂、电子用化学品、催化剂合成和相转移催化剂应用等方面的应用日趋广泛，对氯代甘油的纯度、杂质含量等指标的要求也相应大幅度提高，因此对氯代甘油的工业化生产提出了更为苛刻的要求。 生产方法，包括以下步骤： 

(1) 配料：取硫酸、苯磺酸和丁二酸分别溶解在去离子水中，配制成硫酸溶液、苯磺酸溶液和丁二酸溶液； 

(2) 水解反应：先将部分硫酸溶液和部分苯磺酸溶液以及部分环氧氯丙烷混合反应一段时间，升高温度，再加入剩余的环氧氯丙烷，并分时间段先后依次加入剩余的苯磺酸溶液和硫酸溶液，然后一次性加入丁二酸溶液，升高温度继续进行反应；所述环氧氯丙烷的投料量为硫酸、苯磺酸和丁二酸水溶液总重量的45～55％。  

(3) 中和反应：水解反应完毕后，加入碱溶液，并搅拌使反应均匀； 

(4) 脱水并加碱：将加碱后的水解液先常压脱水，然后在气相温度为98～100℃，真空度≥0.094MPa时继续进行脱水，然后加入碱溶液，搅拌条件下升温； 

(5)蒸馏提纯：真空条件下先加热物料，然后转入蒸馏系统，真空度≥0.1MPa时蒸馏得到产品3-氯-1，2-丙二醇。 

主要参考资料

[1] 化学词典

[2] 李芬一种苯酚的制备方法. CN201410571600.3 ，申请日20141024

[3] 郭祥荣;庄青;王璀;郭彦恺;李昕东;张云玲;王晓丽;郭学阳.一种高纯度3-氯-1,2-丙二醇的生产方法. CN201010011544.X ，申请日20100116