4-氯苯磺酸的应用与研究

简述

4‑氯苯磺酸又名对氯苯磺酸，英文名称4-Chlorobenzenesulfonic acid，是一种化学式为C₆H₅ClO₃S的有机物。常温下，4-氯苯磺酸常温下为无色至浅黄色针状结晶，有刺激性气味，有潮解性，易溶于水，微溶于乙醇，不溶于氯苯。该物质是一种重要的有机合成中间体，广泛应用于染料、医药等工业，也是用于合成化学中间体4,4'‑二氯二苯砜的重要原料^[1]。关于4-氯苯磺酸的合成，可由2-氯苯磺酸和/或3-氯苯磺酸为原料通过系列反应实现^[2]。

应用

通过生物炭与4-氯苯磺酸的一锅法磺化可以制备得到一种新型的基于生物炭的疏水性苯磺酸。它具有100-400m²/g的较大比表面积，H₂O接触角大于110°的疏水性和超过1.0mmol/g的高浓度磺酸。在脂肪酸与甲醇的酯化反应中合成生物柴油时，它显示出比磺酸树脂Amberlyst-15(86.7%)和传统的磺化生物炭-SO₃H(28.0%)更高的96.0%的转化率。4-乙基苯酚与苯甲醇/2-甲基呋喃与环戊酮的烷基化反应用于高密度双环/单环生物燃料的催化效率和目标产物收率分别是69.4%和70.5%，分别高于amberlyst-15(74.3%,49.4%)和Biochar-SO₃H(14.7%,13.0%)。此外，该催化剂比生物炭-SO₃H更稳定。疏水性生物炭基磺酸催化剂的制备不仅为生物炭的高价值利用开辟了一条新途径，而且在许多酸催化的转化反应中对于产物H₂O引起有害作用也提供了一种新颖有效的催化剂^[3]。

有关研究

通过芳香族电解质对甲苯磺酸(p-T)，4-氯苯磺酸(4-C)和4-磺基邻苯二甲酸(4-S)的芳香环与石墨的六圆环间的π-π共轭效应电化学插层、剥离、制备高质量的氧化石墨烯(GO)。SEM，TEM，HR-TEM，AFM，XRD，Raman，XPS和FT-IR表征结果显示所制备的GO边长尺寸达数十微米，采用不同的芳香族电解质所制备的GO的氧化程度明显不同，其氧含量分别是21.08％(GO-p-T)，34.09％(GO-4-C)和45.87％(GO-4-S)。实验结果表明，所用芳香族电解质取代基活性越大及所带负电荷数越多，电解质离子在溶液中向正极的迁移速率越大，GO的剥离制备效率越大，氧化程度越高^[4]。

参考文献

[1]王宏亮,黄红波,周幼红,等.一种连续化制备4-氯苯磺酸的方法:202311808198[P].

[2]P·德克,H·舍林,F·加尔利希斯.制备4-氯苯磺酸和4,4'-二氯二苯砜的方法:CN201180012491.6[P].

[3]李焕.基于生物质炭及MOF框架固体酸催化剂的研究和应用[D].南昌大学.

[4]徐涛,孟庆函,直弯圆,等.应用不同芳香族电解质电化学剥离制备高质量氧化石墨烯[C]//第十二届全国新型炭材料学术研讨会.2015.