アルキルベンゼンスルホン酸塩
アルキルベンゼンスルホン酸塩の代表的な例であるドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムの一般構造

アルキルベンゼンスルホン酸塩は、親水性のスルホン酸塩ヘッドグループと疎水性のアルキルベンゼンテールグループからなるアニオン界面活性剤の一種です。ラウレス硫酸ナトリウムとともに、最も古く広く使用されている合成洗剤の一つで、多くのパーソナルケア製品（石鹸、シャンプー、歯磨き粉など）や家庭用品（洗濯洗剤、食器用洗剤、スプレークリーナーなど）に使用されています。[ 1 ] 分岐アルキルベンゼンスルホン酸塩（BAS）の形で1930年代に導入されました。しかし、環境への懸念から、1960年代に直鎖アルキルベンゼンスルホン酸塩（LAS）に置き換えられました。[ 2 ]それ以来、生産量は1980年の約100万トンから2016年には約350万トンに大幅に増加し、石鹸に次いで生産量の多いアニオン界面活性剤となっています。

分岐アルキルベンゼンスルホン酸塩

分岐アルキルベンゼンスルホン酸（BAS）の例
カリフォルニア州フリーモントの広範囲にわたる発泡- 1972年

分岐アルキルベンゼンスルホン酸塩（BAS）は1930年代初頭に導入され、1940年代後半以降に著しい成長を遂げました。[ 3 ]初期の文献では、これらの合成洗剤はしばしば「シンデット」と略されています。これらは、ベンゼンを「プロピレンテトラマー」（テトラプロピレンとも呼ばれる）でフリーデル・クラフツアルキル化し、続いてスルホン化することで製造されました。プロピレンテトラマーは、プロペンのオリゴマー化によって形成される化合物の混合物を指す広義の用語であり、その使用により高度に分岐した構造の混合物が得られました。[ 4 ]

従来の石鹸と比較して、BAS は硬水に対する耐性が優れており、泡立ちもよかった。[ 5 ]しかし、高度に分岐した末端のために生分解が困難だった。[ 6 ] BAS は、湖、川、沿岸地域などの廃水排出エリアで安定した泡の広大な範囲を形成する (海の泡) だけでなく、下水処理で発生する泡の問題[ 7 ]や飲料水の汚染[ 8 ]原因として広く非難された。そのため、1960 年代にはほとんどの洗剤製品から BAS が段階的に廃止され、はるかに速く生分解する直鎖アルキルベンゼンスルホン酸塩 (LAS) に置き換えられた。 BAS は、急速な生分解性がそれほど重要ではない特定の農薬や工業用途では、今でも重要である。 たとえば、原油からのアスファルテンの沈着を抑制する。

直鎖アルキルベンゼンスルホン酸塩

直鎖アルキルベンゼンスルホン酸塩（LAS）の例

直鎖アルキルベンゼンスルホン酸塩（LAS）は、直鎖アルキルベンゼン（LAB）のスルホン化によって工業的に製造されます。LAB自体は、いくつかの方法で製造できます。[ 2 ]最も一般的な方法では、ベンゼンは、フッ化水素を触媒として、長鎖モノアルケン（例えばドデセン）によってアルキル化されます。 [ 9 ]精製されたドデシルベンゼン（および関連誘導体）は、次に三酸化硫黄でスルホン化され、スルホン酸が得られます。[ 10 ]得られたスルホン酸は、その後、水酸化ナトリウムで中和されます。[ 1 ] 「直鎖」という用語は、最終生成物ではなく、出発物質であるアルケンを指し、マルコフニコフ則に従い、完全に直鎖状の付加生成物は見られません。したがって、直鎖アルケン、たとえ1-ドデセンなどの1-アルケンであっても、アルキル化によってフェニルドデカンのいくつかの異性体が得られます。[ 11 ]

構造プロパティの関係

理想的な条件下では、BAS と LAS の洗浄力は非常に似ていますが、通常の使用条件では LAS の方がわずかに優れた性能を発揮します。これは、LAS が硬水による影響が少ないためです。[ 12 ] LAS 自体では、さまざまな異性体の洗浄力はかなり似ていますが、[ 13 ] [ 14 ]それらの物理的特性 (クラフト点、泡立ちなど) は著しく異なります。[ 15 ] [ 16 ] 特に、2-フェニル基含有率の高い製品 (つまり、最も分岐の少ない異性体) のクラフト点は、LAS が 25% になるまで 0 °C 未満のままですが、2-フェニル基含有率の低い製品の曇り点は約 15 °C です。[ 17 ]この性質は、透明または濁った製品を作るために製造業者によってよく利用されます。

環境の運命

アルキルベンゼンスルホン酸塩の生分解性は十分に研究されている。[ 6 ] [ 18 ] [ 19 ]アルキル側鎖の分岐の有無（「直鎖」）が決定的な要因となる。直鎖状物質の塩の魚類に対するLD50は2.3 mg/リットルで、分岐状化合物の約4倍の毒性を示す。しかし、直鎖状化合物ははるかに速く生分解するため、長期的にはより安全な選択肢となる。好気条件下では急速に生分解し、半減期は約1～3週間である。[ 18 ]酸化分解はアルキル鎖から始まる。[ 1 ]嫌気条件下では分解が非常に遅いか全く分解されないため、下水汚泥中に高濃度で存在するが、酸素化された環境に戻すと急速に分解されるため、懸念されることはないと考えられている。

参考文献

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