اسید سولفونیک چیست؟ به همراه روش تولید

اسید سولفونیک به زیر مجموعه ای از ترکیبات ارگانوسولفور با فرمول کلی R − S (= O) 2 – OH  اطلاق می شود که در آن R یک آلکیل آلی یا گروه آریل است و S (= O) 2 – OH گروه هیدروکسید سولفونیل است. اسید سولفونیک را می توان به عنوان یک اسید سولفوریک شناخت که در آن گروه هیدروکسیل توسط یک گروه آلی جایگزین شده است.

روش تولید اسید سولفونیک

اسید سولفونیک با فرآیند سولفوناسیون تولید می شود. معمولاً ماده سولفون کننده تری اکسید گوگرد است. یک کاربرد ویژه در این مقیاس بزرگ ، تولید اسیدهای آلکیل بنزن سولفونیک است.

RC₆H₅ + SO₃ → RC₆H₄SO₃H

در این واکنش ، تری اکسید گوگرد یک الکتروفیل است و میدان تحت تعویض آروماتیک الکتروفیلی قرار می گیرد. تیول ها را می توان با استفاده از فرایند اکسیداسیون به اسیدهای سولفونیک تبدیل کرد.

RSH + ​³⁄₂ O₂ → RSO₃H

برخی اسیدهای سولفونیک ، مانند اسید پرفلوئوروکتانزولفونیک ، با فلوریداسیون الکتروفیلیک اسیدهای سولفونی از پیش آماده شده تهیه می شوند. واکنش کلی را می توان به سادگی نشان داد:

C₈H₁₇SO₃H + 17 F₂ → C₈F₁₇SO₃H + 17 HF

خواص اسید سولفونیک

سولفونیک اسیدها، اسیدهای بسیار قوی ای  هستند. آنها معمولاً در حدود یک میلیون برابر قویتر از اسید کربوکسیلیک ها هستند. به عنوان مثال ، اسید p-تولوئن سولفونیک و اسید متان سولفونیک pKa به ترتیب برابر 8/2 و 9/1 دارند ، در حالی که اسیدهای بنزوئیک و اسید استیک pKa به ترتیب برابر با 4.2 و 4.76  دارند. با این حال ، به عنوان یک نتیجه از اسیدیته قوی آنها ، مقادیر pKa آنها را نمی توان به طور مستقیم اندازه گیری کرد ، و مقادیر متداول باید به عنوان تخمین های غیرمستقیم با عدم قطعیت قابل توجه در نظر گرفته شوند. اسیدهای سولفونیک با کلرید سدیم جامد (نمک) واکنش نشان می دهند و سولفونات سدیم و کلرید هیدروژن تشکیل می دهند. این خاصیت حاکی از یک اسیدیته دو یا سه مرتبه بزرگتر از HCl (g) است.

به دلیل قطبیت بالا ، اسیدهای سولفونیک  متمایل به مواد جامد کریستالی یا مایعات غلیظ با نقطه جوش بالا هستند. آنها همچنین معمولاً بی رنگ و غیر اکسید کننده هستند ، که باعث می شود آنها به عنوان کاتالیزور اسید در واکنش های آلی استفاده شوند. قطبیت آنها ، همراه با اسیدیته بالای آنها باعث می شود تا اسیدهای سولفونیک با زنجیره کوتاه،  محلول در آب باشند ، در حالی که اسیدهای سولفونیک با زنجیره طولانی تر، دارای خاصیت شویندگی هستند.

ساختار اسیدهای سولفونیک با شکل اولیه ، متان سولفونیک اسید نشان داده شده است. گروه اسید سولفونیک ، RSO2OH دارای یک مرکز گوگرد چهار گوشه است ، به این معنی که گوگرد در مرکز چهار اتم قرار دارد: سه اکسیژن و یک کربن. هندسه کلی مرکز گوگرد یادآور شکل اسید سولفوریک است.

کاربردها

1- مواد شوینده و سورفاکتانت

مواد شوینده و سورفاکتانتها مولکولهایی هستند که گروههای بسیار غیر قطبی و بسیار قطبی را با هم ترکیب می کنند. به طور سنتی ، صابون ها سورفکتانت های محبوب هستند که از اسیدهای چرب حاصل می شوند. از اواسط قرن بیستم ، استفاده از اسیدهای سولفونیک از صابون در جوامع پیشرفته پیشی گرفته است. به عنوان مثال ، سالانه 2 میلیارد کیلوگرم آلکیل بنزن سولفونات با اهداف متنوعی تولید می شود. سولفونات های لیگنین ، تولید شده توسط سولفون سازی لیگنین ، اجزای مایعات حفاری و مواد افزودنی در انواع خاصی از بتن هستند. در ساخت انواع مایع ظرفشویی، شامپو کارواش و شوینده های بهداشتی از اسید سولفونیک استفاده می شود.

2- رنگ ها

بسیاری از رنگ ها به ویژه رنگهای آنتروکینون از طریق سولفوناسیون تولید یا پردازش می شوند. اسیدهای سولفونیک تمایل زیادی به پروتئین ها و کربوهیدرات ها دارند. به همین دلیل بیشتر رنگهای “قابل شستشو” اسیدهای سولفونیک هستند (یا گروه سولفونیل عملکردی در آنها دارند). p-Cresidinesulfonic acid برای تهیه رنگهای غذایی استفاده می شود.

3- کاتالیزورهای اسیدی

اسیدهای سولفونیک به دلیل داشتن اسیدهای قوی ، به عنوان کاتالیزور نیز مورد استفاده قرار می گیرند. ساده ترین نمونه ها متان سولفونیک اسید ، CH3SO2OH و اسید p-toluenesulfonic هستند که به طور مرتب در شیمی آلی به عنوان اسیدهای  لیپوفیلی (محلول در حلال های آلی) هستند. اسیدهای سولفونیک پلیمری نیز مفید هستند. رزین Dowex مشتقات اسید سولفونیک پلی استایرن است و به عنوان کاتالیزور و برای تبادل یونی (نرم کننده آب) استفاده می شود. Nafion ، یک اسید سولفونیک پلیمری فلوئوریزه شده، بخشی از غشاهای تبادل پروتون در سلولهای سوختی است.

4- دارو

داروهای سولفا ، نوعی آنتی باکتریال ، از اسیدهای سولفونیک تولید می شود. به همین دلیل دارو سازی ها بخش عمده ای از خرید اسید سولفونیک را انجام میدهند.

5- باتری های قابل شارژ

از متان سولفونیک اسید به عنوان الکترولیت پشتیبان باتریهای روی-سریم و سرب-اسید (متان سولفونات) استفاده می شود.

خرید اسید سولفونیک

جهت خرید اسید سولفونیک با شماره های زیر تماس بگیرید.

شماره های تماس :
09132022404 : مهندس اعرابی
03137473460 : دفتر هگزا شیمی
03137473807 : تلفن کارگاه گروه هگزا