Органосульфат - Organosulfate

Структура алкилсульфата (не показан катион, такой как натрий или аммоний).

Органосульфаты являются классом органические соединения разделяя общий функциональная группа обычно со структурой R-O-SO₃⁻. SO₄ ядро это сульфат группа, а группа R представляет собой любой органический остаток. Все органосульфаты формально сложные эфиры происходит от спирты и серная кислота, хотя многие к этому не готовы. Многие сложные эфиры сульфатов используются в моющих средствах, а некоторые полезны. реагенты. Алкилсульфаты состоят из гидрофобный углеводородная цепь, полярная сульфат группа (содержащая анион) и либо катион, либо амин для нейтрализации сульфатной группы. Примеры включают: лаурилсульфат натрия (также известная как натриевая соль монододецилового эфира серной кислоты) и родственные соли калия и аммония.

Приложения

Алкилсульфаты обычно используются в качестве анионных поверхностно-активное вещество в жидком мыле и моющих средствах, используемых для чистки шерсти, в качестве средств для чистки поверхностей и в качестве активных ингредиентов в стиральных порошках, шампунях и кондиционерах. Их также можно найти в бытовых продуктах, таких как зубная паста, антациды, косметика и продукты питания. Обычно они встречаются в потребительских товарах в концентрациях от 3 до 20%. В 2003 г. в США использовалось около 118 000 т / год алкилсульфатов.^[1]

Синтетические органосульфаты

Типичный пример: лаурилсульфат натрия, с формулой CH₃(CH₂)₁₁OSO₃Na. В потребительских товарах также широко распространены сульфатные эфиры этоксилированный жирные спирты, такие как производные лауриловый спирт. Примером является Лауретсульфат натрия, ингредиент в некоторых косметика.^[2]

Алкилсульфат можно получить из спиртов, которые, в свою очередь, получают гидрирование животных или растительных масел и жиров или с использованием Процесс Циглера или через оксосинтез. Если произведено из олеохимический сырье или процесс Циглера, углеводород цепочка спирта будет линейной. При использовании оксо-процесса низкий уровень разветвления обычно проявляется с метильной или этильной группой в положении C-2, содержащей четные и нечетные количества алкильных цепей.^[3] Эти спирты реагируют с хлорсерная кислота:

ClSO₃H + ROH → ROSO₃H + HCl

В качестве альтернативы спирты можно превратить в полусульфатные эфиры с использованием триоксид серы:^[4]

ТАК₃ + ROH → ROSO₃ЧАС

Некоторые органосульфаты могут быть получены Окисление персульфата Эльбса фенолов и Окисление Бойленда – Симса анилинов.

Диалкилсульфаты

Состав диорганосульфата.

Менее распространенное семейство органосульфатов имеет формулу R-O-SO.₂-ИЛИ ЖЕ'. Их готовят из серной кислоты и спирта. Основные примеры: диэтилсульфат и диметилсульфат, бесцветные жидкости, которые используются как реагенты в органический синтез. Эти соединения потенциально опасны алкилирующие агенты.

Натуральные эфиры сульфатов

Восстановление сульфата в природе включает образование одного или иногда двух сложных эфиров сульфата, аденозин-5'-фосфосульфата (APS) и 3'-фосфоаденозин-5'-фосфосульфат (PAPS). Сульфат является инертным анионом, поэтому природа активирует его путем образования этих сложноэфирных производных, которые подвержены восстановлению до сульфита. Многие организмы используют эти реакции для метаболических целей или для биосинтез соединений серы, необходимых для жизни.^[5]

Безопасность

Поскольку они широко используются в коммерческих продуктах, аспекты безопасности органосульфатов тщательно исследуются.^[6]

Человеческое здоровье

Алкилсульфаты при проглатывании хорошо всасываются и метаболизируются в C₃, С₄ или C₅ сульфат и дополнительный метаболит. Самым сильным раздражителем из алкилсульфатов является лаурилсульфат натрия с порогом перед раздражением при концентрации 20%. Поверхностно-активные вещества в потребительских товарах обычно смешиваются, что снижает вероятность раздражения. Согласно с ОЭСР TG 406, алкилсульфаты в исследованиях на животных не оказались сенсибилизаторами кожи.^[6][7]

Лабораторные исследования не обнаружили, что алкилсульфаты генотоксичный, мутагенный или же канцерогенный. Долговременных репродуктивных эффектов не обнаружено.^[8]

Среда

Первичная утилизация алкилсульфата из использованных коммерческих продуктов - это сточные воды. Концентрация алкилсульфатов в сточных водах очистных сооружений (КОС) была измерена на уровне 10 микрограммов на литр (5,8×10⁻⁹ унций / куб. дюйм) и ниже. Алкилсульфаты легко разлагаются микроорганизмами, даже начиная, вероятно, еще до того, как они попадут на очистные сооружения. Попадая на очистные сооружения, они быстро удаляются биоразложение. Беспозвоночные оказались наиболее чувствительной трофической группой к алкилсульфатам. Лаурилсульфат натрия испытан на Уронема Пардуччи, простейшее, было обнаружено, что имеет наименьшее значение эффекта с 20 h-EC5, составляющим 0,75 миллиграмма на литр (4,3×10⁻⁷ унций / куб. дюйм). Испытания на хроническое воздействие с C₁₂ в C₁₈ с беспозвоночными Ceriodaphnia dubia обнаружено, что наиболее токсичен C₁₄ (КННВ составила 0,045 мг / л).

Что касается термической стабильности, алкилсульфаты хорошо разлагаются до достижения точки кипения из-за низкого давления пара (для C_8-18 от 10-11 до 10-15 гПа). Сорбция почвы пропорциональна длине углеродной цепи, длина которой составляет 14 и более, что дает самую высокую скорость сорбции. Было обнаружено, что концентрации в почве варьируются от 0,0035 до 0,21 миллиграмма на килограмм (5,6×10⁻⁸ до 3,4×10⁻⁶ унция / фунт) dw.

Рекомендации

1. CEH (октябрь 2004 г.). «ПАВ, бытовые моющие средства и сырье для них». Отчет о маркетинговых исследованиях CEH. Отсутствует или пусто | url = (помощь)
2. Эдуард Смолдерс, Вольфганг фон Рыбински, Эрик Сунг, Вильфрид Рэзе, Йозеф Стебер, Фредерик Вибель, Анетт Нордског «Моющие средства для стирки» в Энциклопедии промышленной химии Ульманна 2007, Wiley-VCH, Weinheim. Дои:10.1002 / 14356007.a08_315.pub2.
3. Клаус Новек, Вольфганг Графаренд, «Жирные спирты» в Энциклопедии промышленной химии Ульмана, 2006, Wiley-VCH, Weinheim. Дои:10.1002 / 14356007.a10_277.pub2
4. Коссвиг, Курт (2000). «Поверхностно-активные вещества». Энциклопедия промышленной химии Ульмана. Вайнхайм: Wiley-VCH. Дои:10.1002 / 14356007.a25_747.
5. М. Т. Мэдиган, Дж. М. Мартинко, Дж. Паркер "Биология микроорганизмов Брока" Прентис Холл, 1997. ISBN  0-13-520875-0.
6. Консорциум SDA / Alkylsulfate (2007). «Профиль первичной оценки SIDS. SIAM 25: Алкилсульфаты, алкансульфонаты и α-олефинсульфонаты» (PDF). МОРАГ ОЭСР. Хельсинки.
7. DE / ICCA (2009). «Профиль первичной оценки SIDS SIAM 25: алкилсульфаты, алкансульфонаты и α-олефинсульфонаты». ОЭСР.
8. Wibbertmann, A; Mangelsdorf, I .; Gamon, K .; Седлак, Р. (2011). «Токсикологические свойства и оценка риска категории анионных поверхностно-активных веществ: алкилсульфаты, первичные алкановые сульфонаты и α-олефинсульфонат». Экотоксикология и экологическая безопасность. 74 (5): 1089–1106. Дои:10.1016 / j.ecoenv.2011.02.007.