磺酸(英文名:sulfonic acid)是一類化學物質,通常指的是含有磺酸基(-SO3H)的化合物。磺酸基由一個硫原子和三個氧原子組成,與一個氫原子連接。磺酸基可以與其他化合物中的氫原子發生取代反應,形成磺酸鹽或磺酰氯等衍生物。
磺酸基團是一種強水溶性的強酸性基團,因此磺酸化合物通常是水溶的強酸性化合物。舉例來說,在乙醚中不溶于水,但β-萘磺酸則溶于水而不溶于乙醚。芳香族磺酸分子中的磺酸基團可以被羥基、氰基等取代,因此在制備酚、等化合物時可作為重要的中間體。
磺酸化合物在化工、醫藥、染料、洗滌劑等領域具有廣泛的應用,例如磺酸類染料在紡織品染色中常用,磺酸類藥物在醫藥領域具有重要的作用,而磺酸鹽也是一種常見的化學中間體。
簡介
通式R-SOH,式中R為烴基。磺酸大多是合成產品,只有β-氨基乙基磺酸NHCHCHSOH等少數幾種磺酸存在于自然界。磺酸基團為一個強水溶性的強酸性基團,磺酸都是水溶性的強酸性化合物。芳香族磺酸分子中的磺酸基團可被羥基、氰基所取代,是制備酚、腈的中間體。磺酸可由芳香烴的磺化反應,或硫醇的氧化反應制備。甲磺酸可作化、水解和基化的催化劑。長鏈的磺酸的鈉鹽如n-CH-CH是一類能抗硬水的洗滌劑。很多染料分子中的磺酸基團可使有顏色的化合物具有水溶性。十二烷基苯磺酸鈉可作洗滌劑。由磺酸可制得氯化,在有機合成中用途很大。磺酸分子中的H部分,可被鹵原子、氨基等取代。例如,磺酰氯是有機合成和分析化學中常用的中間體。對氨基磺胺是一類消炎藥。糖精鈉也是一種磺胺。
性質
磺酸基團為一個強水溶性的強酸性基團,磺酸都是水溶的強酸性化合物,例如萘溶于乙醚而不溶于水,而β-萘磺酸則溶于水而不溶于乙醚。芳香族磺酸分子中的磺酸基團可被羥基、基所取代,是制備酚、腈的中間體。
用途
制法
②硫醇的氧化: (圖3)
③鹵原子的置換,得磺酸鹽: (圖4)
甲磺酸可做酯化、水解和烷基化的催化劑。長鏈的磺酸的鈉鹽如 n-CH-CHSONa 是一類能抗硬水的洗滌劑。很多染料分子中的磺酸基團可使有顏色的化合物具有水溶性。十二烷基苯磺酸鈉可做洗滌劑。由磺酸可制得氯化砜,在有機合成中用途很大。
磺酸衍生物:磺酸分子中的-OH部分,可被鹵原子、氨基等取代。重要的磺酸衍生物為磺酰氯和磺胺。
①磺酰氯。在光照條件下,烷烴與二氧化硫和氯起自由基反應,生成相應的磺酰氯;芳香烴與氯磺酸反應,則得芳基磺酰氯:(圖5)
磺酸與五氯化磷共熱,也可得相應的磺酰氯: (圖6)
磺酰氯是有機合成和分析化學中常用的中間體。
②磺胺 可由磺酰氯經氨化反應制得: (圖7)
磺胺熔點清晰,是一類容易純化的結晶固體,常用于鑒定磺酸及其芳香烴的衍生物。對氨基磺胺是一類消炎藥物,其共同結構式為: (圖8)
注意事項
危險性概述:如果吞食有害,導致嚴重的燒傷。
潛在健康影響
眼睛:造成眼燒傷。
皮膚:導致皮膚燒傷,可通過皮膚吸收。
食入:如果吞食有害。原因消化道燒傷。
吸入:如果吸入可燒傷呼吸道。
急救措施
眼睛:脫去并隔離被污染的衣服和鞋。用肥皂和清水清洗皮膚。注意患者保暖并且保持安靜。
確保醫務人員了解該物質相關的個體防護知識,注意自身防護。
皮膚:立即尋求醫療援助并沖洗皮膚及衣物附著物,用大量的水至少15 分鐘,去除。
食入:不要催吐。立即尋求醫療援助。
吸入:立即尋求醫療援助。除去皮膚及衣物附著物和立即轉移到通風的地方。如果呼吸困難,給輸氧。
泄漏應急處理
一般信息:使用適當的個人防護設備。
溢出/泄漏:用惰性物質吸收溢出容器之液體(如蛭石,沙或土),不要讓該化學品進入擴散。
操作處置與儲存
處理:不要吸入粉塵,蒸汽,薄霧或氣體。不要直接接觸眼睛,皮膚或衣服。不要攝入或吸入。
存儲:儲存在陰涼,干燥的地方。
甲基磺酸
應用
甲基磺酸是重要的有機合成和醫藥中間體,常作為溶劑、烷基化和脂化試劑應用于有機合成中;另外,它又是理想的整平劑和光亮劑。在過去幾年中,甲基磺酸已被證明是氟硼酸或酚磺酸的越來越流行的替代物,甲基磺酸鹽電鍍液已經應用到錫和錫鉛合金電鍍上,許多新電鍍液性能很大程度上取決于所用的甲基磺酸質量的好壞。因此,甲基磺酸是一種很有發展前途的化工產品。
甲磺酸用作溶劑,烷化酯化和聚合反應的催化劑。99%含量的該產品主要用于醫藥方面,70%含量的該產品主要用于電鍍行業。
理化性質
甲基磺酸外觀為無色或淺黃色透明粘稠油狀液體,低溫下為固體。熔點20℃,沸點167℃(13.33kPa),122℃(0.133kPa)。相對密度1.4812(18℃),折射率1.4317(16℃)。熱穩定性較好,耐沸水和熱堿液(對沸水、熱堿液不分解),溶于水、醇和醚類,不溶于烷烴、苯、甲苯等。對金屬鐵、銅、銀、鉛等有強腐蝕作用,但在含有0.5—1%硫酸時對18--8不銹鋼不腐蝕。因此,不銹鋼可作貯器和生產設備。
市售的甲磺酸多為70%的水溶液,外觀為無色或微黃色的透明液體。70%水溶液的比重約1.35,冰點-70℃。
包裝
甲基磺酸一般采用凈重30kg、250kg塑料桶或鋼塑桶包裝,也可根據用戶要求包裝。
儲運及安全防護
甲基磺酸屬酸性腐蝕品(第8.1類),危規編號:81626。對眼睛、皮膚和粘膜等人體組織有強刺激性,故在與其接觸中應注意防護。裝卸時應輕拿輕放。接觸皮膚后應立即用水沖洗。
參考資料 >
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磺酸.Chemical Book.2024-03-06
【科普】磺酸.南方+.2024-03-06
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【科普】磺酸.揭陽大南海.2024-10-10
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增效聯磺相關問答.新浪.2024-10-10