9-(4-磺基苯)十八酸或10-(4-磺基苯)十八酸的制备方法

摘要

9-(4-磺基苯)十八酸或10-(4-磺基苯)十八酸的制备方法，包括以下步骤：A、将9-苯基十八酸或10-苯基十八酸溶解于有机溶剂中，制备成有机溶剂溶液；B、向有机溶剂溶液通入SO3气体反应，得到反应产物9-(4-磺基苯)十八酸或l0-(4-磺基苯)十八酸；C、将反应产物用混合溶剂提取，除去混合溶剂后获得9-(4-磺基苯)十八酸或10-(4-磺基苯)十八酸产品。本发明的方法反应完全，副反应少，所得9-(4-磺基苯)十八酸或10-(4-磺基苯)十八酸产品的含量高。

权利要求

1.9-(4-磺基苯)十八酸或10-(4-磺基苯)十八酸的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：Ａ、将9-苯基十八酸或10-苯基十八酸溶解于有机溶剂中，制备成有机溶剂溶液；

Ｂ、向有机溶剂溶液通入SO3气体反应，得到反应产物9-(4-磺基苯)十八酸或

10-(4-磺基苯)十八酸；

Ｃ、将反应产物用混合溶剂提取，除去混合溶剂后获得9-(4-磺基苯)十八酸或

10-(4-磺基苯)十八酸产品；

所述有机溶剂为二氯甲烷或三氯甲烷；

所述混合溶剂为水与乙醇或水与甲醇的混合物；

所述9-(4-磺基苯)十八酸或10-(4-磺基苯)十八酸与SO3气体的摩尔比为1:2，反应温度为60℃，反应时间为4h。

说明书

9-(4-磺基苯)十八酸或10-(4-磺基苯)十八酸的制备方

法

技术领域

[0001] 本发明涉及化工产品的制备方法，尤其涉及一种9-(4-磺基苯)十八酸或10-(4-磺基苯)十八酸的制备方法。

背景技术

[0002] 表面活性剂是指具有固定的亲水亲油基团，在溶液的表面能定向排列，并能使表面张力显著下降的物质，在一定浓度以上的溶液中能形成分子有序组合体，从而具有一系列应用功能。表面活性剂的这些特性不仅在生产和生活中有重要应用，而且与生命活动本身密切相关，有很大的实用价值和理论意义。表面活性剂由于具有润湿或抗粘、乳化或破乳、起泡或消泡以及增溶、分散、洗涤、防腐、抗静电等一系列物理化学作用及相应的实际应用，成为一类灵活多样、用途广泛的精细化工产品。表面活性剂除了在日常生活中作为洗涤剂，其他应用几乎可以覆盖所有的精细化工领域，可以说表面活性剂是当今最重要的化学工业助剂，因此被誉为“工业味精”。

[0003] 原油价格的上涨带动了原油开发技术的进步。在石油开采初期，利用地层的天然能量开采石油称为一次采油，其采收率仅为10％左右。通过向地层补充能量来开采石油的方法，如注水、注气等，称为二次采油，但采收率一般也只能达到25％-40％。遗留在地层的残余油仍然占60％-70％，故如何提高采收率，从地下采出更多原油，一直是世界上许多国家不断研究的课题。三次采油技术于是应运而生。所谓三次采油是指综合利用物理、化学和生物等手段，继续开采地下剩余石油的方法。

[0004] 在三元复合驱(ASP驱)提高采收率研究中，油水界面张力是一项极为重要的参数。化学驱所用的常规表面活性剂在高温高钙油藏中的应用受到限制，这主要常规表面活性剂在高温高钙油藏条件下与钙离子络合，产生相分离而失去表面活性所致。

[0005] 目前的餐饮业每天都会产生大量的废弃物、植物油脂，这些油脂通常未经处理而被直接排放。同时，每年粮食部门也有大量的库存食用动植物因长期存放而变质以至于不能食用。因此将这类油脂转化成可利用的资源是十分有益的。

[0006] 脂肪酸甘油酯作为一种可再生的资源，来源广泛、价格低廉，以其为原料制成的各类表面活性剂不仅可以很好地降低油水界面张力，而且具有良好的生物降解性能，有利于环境保护。

[0007] 油酸是一种常见的脂肪酸，与其他脂肪酸一起，以甘油酯的形式存在于一切动、植物油脂中，含量多，来源广，由油酸改造得到的9或10-苯基十八酸，生产工艺流程简单，产率高。油酸和9或10-苯基十八酸都属羧酸型表面活性剂，磺酸型表面活性剂与羧酸型表面活性剂相比较，具有更好的抗高价离子的能力，可以更好的应用于原油开采中。因此可对9或10-苯基十八酸分子中的苯环进一步磺化，得到具有磺酸基团的苯基十八酸。

[0008] 现有技术一般采用磺化反应制备9或10-(4-磺基苯)十八酸，其中，磺化反应中的磺化剂主要有浓硫酸、氯磺酸等，浓硫酸做磺化剂反应中产生水，酸度降低，不利于反应的进行；氯磺酸做磺化剂时，反应必须要求无水，且氯磺酸价格昂贵，反应中还生产HCl气体，需要配备尾气回收装置。

发明内容

[0009] 本发明的目的，就是为了解决上述现有技术存在的问题，提供一种9-(4-磺基苯)十八酸或10-(4-磺基苯)十八酸的制备方法。

[0010] 为了达到上述目的，本发明采用了以下技术方案：9-(4-磺基苯)十八酸或10-(4-磺基苯)十八酸的制备方法，包括以下步骤：

[0011] A、将9-苯基十八酸或10-苯基十八酸溶解于有机溶剂中，制备成有机溶剂溶液；

[0012] B、向有机溶剂溶液通入SO3气体反应，得到反应产物9-(4-磺基苯)十八酸或10-(4-磺基苯)十八酸；

[0013] C、将反应产物用混合溶剂提取，除去混合溶剂后获得9-(4-磺基苯)十八酸或10-(4-磺基苯)十八酸产品。

[0014] 所述有机溶剂为二氯甲烷或三氯甲烷。

[0015] 所述混合溶剂为水与乙醇或水与甲醇的混合物。

[0016] 所述9-(4-磺基苯)十八酸或10-(4-磺基苯)十八酸与SO3气体的摩尔比为1-2。

[0017] 所述向有机溶剂溶液通入SO3气体反应的反应温度为20-60℃。

[0018] 所述向有机溶剂溶液通入SO3气体反应的反应时间为2-6h。

[0019] 所述9-(4-磺基苯)十八酸或10-(4-磺基苯)十八酸与SO3气体的摩尔比为1∶2，反应温度为60℃，反应时间为4h。

[0020] 本发明将SO3气体直接通入待磺化体系中，不仅反应速率快，反应完全，副反应少，所得磺化产物的结构单一，转化率达到98％以上；而且不产生废酸，后处理简单。

[0021] 由于钙离子可以和表面活性剂分子中的酸根离子形成沉淀，使表面活性剂水溶液的表面活性降低。本发明用SO3气体磺化法得到9-(4-磺基苯)十八酸或10-(4-磺基苯)十八酸，由于引入了磺酸基团，更适用于高钙的地层情况。在表面活性剂浓度为1mmol/L的条件下，本发明得到的9-(4-磺基苯)十八酸或10-(4-磺基苯)十八酸水溶液的表面张力与原9-苯基十八酸或10-苯基十八酸相比，受钙离子浓度变化的影响很小；不断增加表面活性剂水溶液中钙离子的浓度，当达到水的气液表面张力值(20℃时72mN/m)时，本发明反应所得的9-(4-磺基苯)十八酸或10-(4-磺基苯)十八酸能够耐受钙离子浓度为4mmol/L，而磺化前原9-苯基十八酸或10-苯基十八酸的耐受钙离子浓度仅为2mmol/L。

[0022] 本发明中选用的磺化剂是气态SO3，三氧化硫磺化能力强，清洁无污染，反应中不产生废酸，成本低廉。本发明方法反应完全，副反应少，所得磺化产物的结构单一。克服了现有技术的上述缺陷。

附图说明

[0023] 图1是9-(4-磺基苯)十八酸的分子结构图。

[0024] 图2是反应物9-苯基十八酸或10-苯基十八酸的高效液相色谱图。

[0025] 图3是反应产物9-(4-磺基苯)十八酸或10-(4-磺基苯)十八酸高效液相色谱图。

[0026] 图4是反应产物9-(4-磺基苯)十八酸或10-(4-磺基苯)十八酸的电喷雾离子化(阴离子模式)质谱图。

具体实施方式

[0027] 实施例1

[0028] 在50mL浓度为0.2mol/L9-苯基十八酸的二氯甲烷有机溶剂溶液中，在冰盐浴中边搅拌边通入SO3气体0.01mol(摩尔比1∶1)。在20℃下反应2h。反应结束后，所得反应液旋蒸除去溶剂，采用乙醇与水的混合溶剂提取，除去溶剂后获得9-(4-磺基苯)十八酸，产率为90.36％。9-(4-磺基苯)十八酸的分子结构图如图1所示。

[0029] 实施例2

[0030] 在50mL浓度为0.2mol/L10-苯基十八酸的三氯甲烷有机溶剂溶液中，在冰盐浴中边搅拌边通入SO3气体0.015mol(摩尔比1∶1.5)。在20℃下反应4h。反应结束后，所得反应液旋蒸除去溶剂，采用甲醇与水的混合溶剂提取，除去溶剂后获得10-(4-磺基苯)十八酸，产率为91.77％。

[0031] 实施例3

[0032] 在50mL浓度为0.2mol/L9-苯基十八酸的三氯甲烷有机溶剂溶液中，在冰盐浴中边搅拌边通入SO3气体0.02mol(摩尔比1∶2)。在20℃下反应6h。反应结束后，所得反应液旋蒸除去溶剂，采用甲醇与水的混合溶剂提取，除去溶剂后获得9或10-(4-磺基苯)十八酸，产率为92.68％。

[0033] 实施例4

[0034] 在50mL浓度为0.2mol/L10-苯基十八酸的二氯甲烷有机溶剂溶液中，在冰盐浴中边搅拌边通入SO3气体0.01mol(摩尔比1∶1)。在40℃下反应4h。反应结束后，所得反应液旋蒸除去溶剂，采用乙醇与水的混合溶剂提取，除去溶剂后获得10-(4-磺基苯)十八酸，产率为94.67％。

[0035] 实施例5

[0036] 在50mL浓度为0.2mol/L9-苯基十八酸的二氯甲烷有机溶剂溶液中，在冰盐浴中边搅拌边通入SO3气体0.015mol(摩尔比1∶1.5)。在40℃下反应6h。反应结束后，所得反应液旋蒸除去溶剂，采用乙醇与水的混合溶剂提取，除去溶剂后获得9-(4-磺基苯)十八酸，产率为94.87％。

[0037] 实施例6

[0038] 在50mL浓度为0.2mol/L10-苯基十八酸的三氯甲烷有机溶剂溶液中，在冰盐浴中边搅拌边通入SO3气体0.02mol(摩尔比1∶2)。在40℃下反应2h。反应结束后，所得反应液旋蒸除去溶剂，采用甲醇与水的混合溶剂提取，除去溶剂后获得10-(4-磺基苯)十八酸，产率为95.64％。

[0039] 实施例7

[0040] 在50mL浓度为0.2mol/L9-苯基十八酸的三氯甲烷有机溶剂溶液中，在冰盐浴中边搅拌边通入SO3气体0.01mol(摩尔比1∶1)。在60℃下反应6h。反应结束后，所得反应液旋蒸除去溶剂，采用甲醇与水的混合溶剂提取，除去溶剂后获得9-(4-磺基苯)十八酸，产率为96.46％。

[0041] 实施例8

[0042] 在50mL浓度为0.2mol/L10-苯基十八酸的三氯甲烷有机溶剂溶液中，在冰盐浴中边搅拌边通入SO3气体0.015mol(摩尔比1∶1.5)。在60℃下反应2h。反应结束后，所得反应液旋蒸除去溶剂，采用甲醇与水的混合溶剂提取，除去溶剂后获得10-(4-磺基苯)十八酸，产率为96.56％。

[0043] 实施例9

[0044] 在50mL浓度为0.2mol/L9-苯基十八酸的二氯甲烷有机溶剂溶液中，在冰盐浴中边搅拌边通入SO3气体0.02mol(摩尔比1∶2)。在60℃下反应4h。反应结束后，所得反应液旋蒸除去溶剂，采用乙醇与水的混合溶剂提取，除去溶剂后获得9-(4-磺基苯)十八酸，产率为98.31％。

[0045] 图2是反应物9-苯基十八酸或10-苯基十八酸的高效液相色谱图，液相色谱分析条件：进样量：10μL；检测波长：215nm；流速：1.0mL/min；梯度条件：0-10min，70％甲醇，10-30min，70-100％甲醇。

[0046] 图3是反应产物9-(4-磺基苯)十八酸或10-(4-磺基苯)十八酸高效液相色谱图，液相色谱分析条件：进样量：10μL；检测波长：215nm；流速：1.0mL/min;梯度条件：0-10min，70％甲醇，10-30min，70-100％甲醇。

[0047] 图4是反应产物9-(4-磺基苯)十八酸或10-(4-磺基苯)十八酸的电喷雾离子化(阴离子模式)质谱图，9-(4-磺基苯)十八酸或10-(4-磺基苯)十八酸经电喷雾离子-化后负离子模式检测到的[M-H]，m/z为439。