Sulfolan

Sulfolan
Nazewnictwo
	Nomenklatura systematyczna (IUPAC)
	1,1-ditlenek 2,3,4,5-tetrahydrotiofenu
	Inne nazwy i oznaczenia
	sulfon tetrametylenowy
	Ogólne informacje
Wzór sumaryczny	C4H8O2S
Masa molowa	120,17 g/mol
Wygląd	białe, bezbarwne ciało stałe
	Identyfikacja
Numer CAS	126-33-0
PubChem	31347
SMILES
	O=S1(CCCC1)=O
InChI
	InChI=1S/C4H8O2S/c5-7(6)3-1-2-4-7/h1-4H2
	InChIKey
	HXJUTPCZVOIRIF-UHFFFAOYSA-N
Właściwości
	Gęstość
	1,2723 g/cm³ (18 °C); ciało stałe
	Rozpuszczalność w wodzie
	całkowicie rozpuszczalny: 1266 g/l (20 °C)
	w innych rozpuszczalnikach
	chloroform
Temperatura topnienia	27,6 °C
Temperatura wrzenia	287,3 °C
Punkt krytyczny	595 °C; 6,0 MPa
logP	−0,77
Współczynnik załamania	1,4833 (589 nm, 18 °C)
Lepkość	6,280 mPa·s (50 °C); 3,818 mPa·s (75 °C); 2,559 mPa·s (100 °C)
Prężność pary	0,035 mbar (30 °C)
Budowa
Moment dipolowy	4,8 D
Niebezpieczeństwa
	Karta charakterystyki: dane zewnętrzne firmy Sigma-Aldrich [dostęp 2015-08-23]
	Globalnie zharmonizowany system; klasyfikacji i oznakowania chemikaliów
	Na podstawie Rozporządzenia CLP, zał. VI
Uwaga
Zwroty H	H302
Zwroty P	P301+P312+P330
	Europejskie oznakowanie substancji
	oznakowanie ma znaczenie wyłącznie historyczne
	Na podstawie Rozporządzenia CLP, zał. VI
	Szkodliwy; (Xn)
Zwroty R	R22
Zwroty S	S2, S25
	NFPA 704
Na podstawie; podanego źródła	1 0 0
Temperatura zapłonu	177 °C
Numer RTECS	XN0700000
Dawka śmiertelna	LD50 1940 mg/kg (szczur, doustnie)
	Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą; stanu standardowego (25 °C, 1000 hPa)
	Multimedia w Wikimedia Commons

Sulfolan (sulfon tetrametylowy) – heterocykliczny związek chemiczny z grupy sulfonów. Jest to przezroczysta, bezbarwna ciecz mieszająca się z wodą w każdym stosunku. Stosowany jako rozpuszczalnik aprotonowy. Sulfolan został pierwotnie opracowany przez firmę Shell^[9] w 1960 roku do oczyszczania butadienu.

Właściwości chemiczne

Sulfolan jest pięcioczłonowym heterocyklicznym związkiem siarkoorganicznym, zawierającym sulfonylową grupę funkcyjną. Grupa ta zbudowana jest z atomu siarki połączonego wiązaniami podwójnymi z dwoma atomami tlenu. Podwójne wiązanie siarka-tlen jest silnie polarne, zapewniając mieszalność sulfolanu z wodą, natomiast szkielet węglowy wpływa na dobrą rozpuszczalność w węglowodorach, w wyniku czego sulfolan ma szerokie zastosowanie jako rozpuszczalnik do oczyszczania mieszanin węglowodorów.

Synteza

Oryginalną metodą syntezy sulfolanu, opracowaną przez Shell Oil Company, była reakcja butadienu z dwutlenkiem siarki w wyniku czego powstał sulfolen, który był następnie uwodorniany do sulfolanu przy użyciu niklu Raneya jako katalizatora.

Wkrótce okazało się, że zarówno wydajność reakcji, jak i żywotność katalizatora można poprawić poprzez dodatek nadtlenku wodoru, a następnie neutralizację mieszaniny reakcyjnej do pH około 5–8 przed uwodornianiem. W 2006 roku odkryto, że katalizator Ni-B/MgO (amorficzny stop niklu z borem osadzony na MgO) wykazuje znacząco lepsze właściwości katalityczne niż nikiel Raneya lub Ni-B/TiO₂^[10].

Stosowane jest również utlenianie tetrahydrotiofenu nadtlenkiem wodoru. W pierwszym etapie powstaje sulfotlenek tetrametylenu, który może być dalej utleniany do sulfonu. Ponieważ pierwszy etap utleniania odbywa się w niskiej temperaturze, a drugi w wyższej, reakcja może być kontrolowana na każdym etapie.

Zastosowanie

Sulfolan jest powszechnie stosowany jako przemysłowy rozpuszczalnik, szczególnie do wydzielania węglowodorów aromatycznych z mieszanin oraz do oczyszczania gazu ziemnego.

Pierwszy raz na dużą skalę komercyjnie wykorzystano sulfolan w procesie typu sulfinol^[11] w 1959 roku. Proces ten polega na oczyszczaniu gazu ziemnego poprzez usuwanie z niego H₂S, CO₂, COS i merkaptanów za pomocą mieszaniny alkanoloamin i sulfolanu. Wkrótce po wdrożeniu procesu odkryto wysoką skuteczność sulfolanu w uzyskiwaniu związków aromatycznych wysokiej czystości z mieszanin węglowodorów z wykorzystaniem ekstrakcji typu ciecz-ciecz. Proces te jest w dalszym ciągu szeroko stosowany w rafineriach i przemyśle petrochemicznym.

Uwagi

↑ Wartość wyznaczona w fazie ciekłej z możliwym dużym błędem wskutek asocjacji.

Przypisy

↑ ^a ^b ^c ^d ^e ^f Tetrahydrothiophene-1,1-dioxide, [w:] GESTIS-Stoffdatenbank [online], Institut für Arbeitsschutz der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung, ZVG: 017000 [dostęp 2015-08-23] (niem. • ang.).
↑ ^a ^b ^c ^d ^e ^f ^g Lide 2009 ↓, s. 3-466.
↑ ^a ^b ^c Lide 2009 ↓, s. 6-176.
↑ Lide 2009 ↓, s. 9-58.
↑ ^a ^b Sulfolan, [w:] Classification and Labelling Inventory, Europejska Agencja Chemikaliów [dostęp 2015-03-28] (ang.).
↑ Sulfolan (nr T22209) – karta charakterystyki produktu Sigma-Aldrich (Merck) na obszar Polski. [dostęp 2015-08-23]. (przeczytaj, jeśli nie wyświetla się prawidłowa wersja karty charakterystyki)
↑ Sulfolan (nr T22209) (ang.) – karta charakterystyki produktu Sigma-Aldrich (Merck) na obszar Stanów Zjednoczonych. [dostęp 2015-08-23]. (przeczytaj, jeśli nie wyświetla się prawidłowa wersja karty charakterystyki)
↑ Lide 2009 ↓, s. 16-17.
↑ John J. McKetta, William Aaron Cunningham: Encyclopedia of chemical processing and design. T. ?. CRC Press, 1990, s. 152.
↑ S.H. Ge, Z.J. Wu, M.H. Zhang, W. Li i inni. Sulfolene hydrogenation over an amorphous Ni-B alloy catalyst on MgO. „Industrial & Engineering Chemistry Research”. 45 (7), s. 2229–2234, 2006. DOI: 10.1021/ie0512542.
↑ Ken Arnold, Maurice Stewart: Surface Production Operations: Design of gas-handling systems and facilities. Wyd. 2. Elsevier, 1999, s. 171. ISBN 978-0-88415-822-6.

Bibliografia

David R.D.R. Lide David R.D.R. (red.), CRC Handbook of Chemistry and Physics, wyd. 90, Boca Raton: CRC Press, 2009, ISBN 978-1-4200-9084-0 (ang.).

[MD-4] Wartość wyznaczona w fazie ciekłej z możliwym dużym błędem wskutek asocjacji.

[GESTIS-1] ↑ ^a ^b ^c ^d ^e ^f Tetrahydrothiophene-1,1-dioxide, [w:] GESTIS-Stoffdatenbank [online], Institut für Arbeitsschutz der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung, ZVG: 017000 [dostęp 2015-08-23] (niem. • ang.).

[CITEREFLide2009'''3'''-466-2] ↑ ^a ^b ^c ^d ^e ^f ^g Lide 2009 ↓, s. 3-466.

[CITEREFLide2009'''6'''-176-3] Lide 2009 ↓, s. 6-176.

[CITEREFLide2009'''9'''-58-5] Lide 2009 ↓, s. 9-58.

[CLI-6] Sulfolan, [w:] Classification and Labelling Inventory, Europejska Agencja Chemikaliów [dostęp 2015-03-28] (ang.).

[SA-7] Sulfolan (nr T22209) – karta charakterystyki produktu Sigma-Aldrich (Merck) na obszar Polski. [dostęp 2015-08-23]. (przeczytaj, jeśli nie wyświetla się prawidłowa wersja karty charakterystyki)

[SA-US-8] Sulfolan (nr T22209) (ang.) – karta charakterystyki produktu Sigma-Aldrich (Merck) na obszar Stanów Zjednoczonych. [dostęp 2015-08-23]. (przeczytaj, jeśli nie wyświetla się prawidłowa wersja karty charakterystyki)

[CITEREFLide2009'''16'''-17-9] Lide 2009 ↓, s. 16-17.

[McKetta-10] John J. McKetta, William Aaron Cunningham: Encyclopedia of chemical processing and design. T. ?. CRC Press, 1990, s. 152.

[Ge-11] S.H. Ge, Z.J. Wu, M.H. Zhang, W. Li i inni. Sulfolene hydrogenation over an amorphous Ni-B alloy catalyst on MgO. „Industrial & Engineering Chemistry Research”. 45 (7), s. 2229–2234, 2006. DOI: 10.1021/ie0512542.

[Arnold-12] Ken Arnold, Maurice Stewart: Surface Production Operations: Design of gas-handling systems and facilities. Wyd. 2. Elsevier, 1999, s. 171. ISBN 978-0-88415-822-6.

[1]

[2]

[3]

[a]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]