精细化工产品合成与开发技术精细化工产品合成与开发技术第五组第五组工程四：对甲苯磺酸的制备工程四：对甲苯磺酸的制备完成者：黄逸完成者：黄逸 徐艳徐艳 林长耀林长耀 吴志益吴志益 1.认识对甲苯磺酸2.实验操作草案3.合成工艺道路及原理与特点4.本钱估算5.毒性 防护措施及三废处置方法6.合成道路确实定7.理化常数8.原料产品的分析测试草案9.本卷须知 对对甲苯磺酸性甲苯磺酸性质质：： 易溶于水、醇和易溶于水、醇和醚醚，极易潮解，易，极易潮解，易使棉使棉织织物、木材、物、木材、纸张纸张等碳水化合物脱水而碳化，等碳水化合物脱水而碳化，难难溶于苯、甲苯和二甲苯等苯系溶溶于苯、甲苯和二甲苯等苯系溶剂剂碱熔时时生成生成对对甲甲酚不具氧化性的有机酚不具氧化性的有机强强酸常见见的是的是对对甲苯磺酸一甲苯磺酸一水合物水合物(TsOH·H2O)或四水合物或四水合物(TsOH·4H2O) 认识对甲苯磺酸 主反响：主反响：副反响：副反响：实验操作草案合成道路确实定: 实验步骤:仪器药品：烧杯〔100ml)、布氏漏斗、抽滤瓶、圆底烧瓶、球形冷凝管、分水器、锥形瓶甲苯25ml〔21.7g，0.24mol〕，浓硫酸〔d=1.84〕5.5ml〔0.10mol〕，精盐，浓盐酸。
实验步骤：①在50ml圆底烧瓶内放入25ml甲苯，一边摇动烧瓶，一边缓慢地参与5.5ml浓硫酸，投入几根上端封锁的毛细管，毛细管的长度的长度应能使其斜靠在烧瓶颈内壁在石棉网上用小火加热回流2h或至分水器中积存2ml水为止②静置冷却反响物将反响物倒入60mL锥形瓶内，参与1.5mL水，此时有晶体析出用玻璃棒渐渐搅动，反响物逐渐变成固体用布式漏斗抽滤，用玻璃瓶塞挤压以除去甲苯和邻甲苯磺酸，得粗产品约15g〔实验到此约3h〕③假设欲获得较纯的对甲苯磺酸，可进展重结晶在50ml烧杯里，将12g粗产物溶于约6ml水里往此溶液里通入氯化氢气体，直到有晶体析出在通氯化氢气体时，要采取措施，防止“倒吸〞析出的晶体用布氏漏斗快速抽率晶体用少量浓盐酸洗涤用玻璃瓶塞挤压去水分，取出后保管在枯燥器里 合成工艺道路及原理1、几种消费方法①硫酸磺化法 用硫酸磺化甲苯，是采用最多且历史最长的工艺，磺化反响是按下式进展的磺化反响的速度与甲苯浓度成正比，与硫酸含水量的平方成正比，所以需运用含水少的硫酸和纯度高的甲苯，但磺化反响是可逆反响，每耗费1mol的硫酸就生成1mol的水，水的浓度随反响的进展而逐渐升高，最后到达平衡，产生大量的废酸。
工业消费中普通采用分压蒸馏法来除去磺化反响生成的水使磺化反响进展平安 硫酸做磺化剂优点是：硫酸价钱低而具有一定的市场竞争力，且消费工艺简单、设备投资低易操作等，适用于小规模消费安装但此工艺的反响收率低、产品纯度低，反响进展时随着水的生成，浓硫酸浓度下降，当到达95%时反响停顿，产生大量的废酸，严重污染环境最新的研讨阐明，采用添加助剂的方法可适当提高产质量量和反响收率 ②三氧化硫磺化法 实际上，三氧化硫是最有效的磺化剂，由于只是直接的加成而不是脱除反响消费的水在适宜的条件下，产品几乎全部是对甲苯磺酸 以气相三氧化硫磺化剂磺化甲苯，宜选择降膜吸收反响器采用1%的有机酸作为定位剂温度控制在17℃~20℃之间，三氧化硫浓度6%~9%，反响得到的对甲苯磺酸纯度高 用三氧化硫作磺化剂的优点是：反响平安、速度快、三废少、收率高、副产物少、产品纯度高，三氧化硫运输困难，此法对硫酸消费企业较适用 §③氯磺酸磺化法§ 氯磺酸是一种液态磺化剂，用它磺化甲苯是放出氯化氢气体，由于磺化时不生成水，所以不需求用较高温度和分压法除去水，其缺陷是氯磺酸价钱较高，放出的氯化氢具有较强的腐蚀性。
用氯磺酸磺化甲苯的最正确温度是35℃~45℃，且应在2~3小时内，渐渐参与等摩尔的氯磺酸，然后将产物加热到60℃，这时有氯化氢气体放出采用此方法消费对甲苯磺酸的同时产生14%~16%的副产物邻甲苯磺酸，收率为90%~95%§ 采用氯磺酸磺化制取对甲苯磺酸，需严厉控制反响条件，尤其是氯磺酸与甲苯的比例，由于氯磺酸过量易产生邻/对甲苯磺酰氯，当氯磺酸与甲苯的摩尔比到达3:1时，甲苯完全转化为邻/对甲苯磺酰氯§ 其优点是操作简便、产品纯、副产品氯化氢可水吸收制盐酸缺陷是氯磺酸价钱高，产品生本钱钱高，缺乏市场竞争力 对甲苯磺酰氯水解过程必需严厉控制水解温度，以防止冲料采用此方法的得到的对甲苯磺酸产品纯度高，但由于消费工艺的缘由而明显缺乏市场竞争力适用高质量、小批量消费④对甲苯磺酰氯水解法 为制的高纯度的对甲苯磺酸，可采用先用氯磺酸磺化制对甲苯磺酰氯，然后再水解制对甲苯磺酸 实验原理：在过量且沸腾的甲苯中滴加浓硫酸，甲实验原理：在过量且沸腾的甲苯中滴加浓硫酸，甲苯蒸气经过冷凝分水器安装将反响生成的水分别，苯蒸气经过冷凝分水器安装将反响生成的水分别，这样一方面能坚持较高的硫酸浓度，维持一定的反这样一方面能坚持较高的硫酸浓度，维持一定的反响速度；另一方面还能抑制逆向的水解反响。
响速度；另一方面还能抑制逆向的水解反响 本钱估算水解法： 对甲苯磺酰氯 99% 10500元/吨产生的产品中对甲苯磺酸质量产率为90%那么本钱为1/0.9 *10500 = 19667元产率为：0.9/1*100%=90% 硫酸法： 消费1吨的所需原料为：甲苯1吨 工业级 5000元/吨硫酸1吨 98% 180元/吨产品中质量产量为75%消费本钱：5000+180=5180元那么消费1吨所需原料为1/0.75 * 5180=6906.5元产率为：0.75/(1+1)*100%=37.5%经过比较可知，后者即方法一本钱较低 毒性 防护措施及三废处置方法§ 健康危害 毒性 应急处理应急处理急救措施对皮肤、粘膜等组织有强烈的刺激和腐蚀作用毒性：属中等毒性 急性毒性：LD502140mg/kg(大鼠经口)；LC50510mg/m3，2小时(大鼠吸入)；320mg/m3，2小时(小鼠吸入) 危险特性：与易燃物(如苯)和有机物(如糖、纤维素等)接触会发生剧烈反应，甚至引起燃烧。
能与一些活性金属粉末发生反应，放出氢气遇水大量放热，可发生沸溅具有强腐蚀性 燃烧(分解)产物：氧化硫迅速撤离泄漏污染区人员至安全区，并立即隔离150m，严格限制出入建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器，穿防酸碱工作服尽可能切断泄漏源若是液体小量泄漏：用砂土、蛭石或其它惰性材料吸收大量泄漏：构筑围堤或挖坑收容用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若是固体，用洁净的铲子收集于干燥、洁净、有盖的容器中若大量泄漏，收集回收或运至废物处理场所处置第皮肤接触：脱去被污染的衣着，用肥皂水和清水彻底冲洗皮肤 眼睛接触：提起眼睑，用流动清水或生理盐水冲洗 吸入：迅速脱离现场至空气新鲜处保持呼吸道通畅如呼吸困难，给输氧如呼吸停止，立即进行人工呼吸 食入：饮足量温水，催吐，就医 灭火方法：喷水保持火场容器冷却尽可能将容器从火场移至空旷处处在火场中的容器若已变色或从安全泄压装置中产生声音，必须马上撤离灭火剂：泡沫、干粉、二氧化碳、砂土 合成路线的选择可行性实用性安全性经济性环保性对甲苯磺酸的制备制备所需的原料易得生产环境适中，反应时间较短反应过程稳定产率高，设备简单，操作条件弹性大反应过程简单，无副产物生成合成道路选择的结果 产品用途 广泛用于合成医药、农药、聚合反响的稳定剂及有机合成〔酯类等〕的催化剂。
用作医药、涂料的中间体和树脂固化剂，也用作电镀中间体 各种物质的理化常数名称名称外观外观分子分子量量溶解性溶解性熔点熔点/℃/℃沸点/℃折光率/20℃相对密度/20℃/4℃LDLD5050/mg/kg/mg/kg对甲基磺酸白色单斜片状或柱状结晶体190.22稍溶于水、热苯 ，易溶于醇、醚、1061401.3825-1.3845 1.07 2500mg/kg(大鼠经口）400 mg/kg(小鼠经口）硫酸无色黏稠油状液体 98.08易溶于水，能以任意比与水混溶 10.5330.00.83421.832140mg/kg（大鼠经口） 名称名称外观外观分子分子量量溶解性溶解性熔点熔点/℃/℃沸点沸点/℃/℃折光折光率率/20℃/20℃相对相对密度密度/20/20℃/4℃/4℃℃LD50/mg/kgLD50/mg/kg间甲苯磺酸白色结晶性粉末 222溶于水，易溶于醇、醚、热苯 ----LD50：400 mg/kg（大鼠经口）甲苯清澈的无色液体 92.14 能与乙醇、 乙醚、丙酮、氯仿、二硫化碳和冰乙酸混溶，不溶于水 −94.99 ℃ 110.6 ℃ 1.49670.8665000mg/kg(大鼠经口)邻甲苯磺酸无色晶体170.20 溶于水、乙醇和乙醚 67.5 128.8 ℃ --4000mg/kg（大鼠经口） 【本卷须知】 温度对反响的组成影响较大，必需进展控制。
根据对甲苯磺酸不溶于50-80%之间的硫酸溶液而邻和对甲苯磺酸溶解的特性，选择在适当的温度下，加适量的水，使大部分的对甲苯磺酸以一水化合物的结晶方式析出 浓硫酸具有强腐朽性，要留意平安 谢谢观看 。