Los alquilbencenosulfonatos son una clase de tensioactivos aniónicos , que consisten en un grupo de cabeza de sulfonato hidrófilo y un grupo de cola de alquilbenceno hidrófobo . Junto con el laureth sulfato de sodio , son uno de los detergentes sintéticos más antiguos y más utilizados y se pueden encontrar en numerosos productos de cuidado personal (jabones, champús, pasta de dientes, etc.) y productos de cuidado del hogar (detergentes para la ropa, líquidos para lavar platos, aerosoles). limpiador, etc). [1] Se introdujeron en la década de 1930 en forma de alquilbencenosulfonatos ramificados (BAS). Sin embargo, debido a preocupaciones medioambientales, estos fueron reemplazados por alquilbencenosulfonatos lineales (LAS) durante la década de 1960. [2] Desde entonces, la producción ha aumentado significativamente de aproximadamente un millón de toneladas en 1980 a alrededor de 3,5 millones de toneladas en 2016, lo que los convierte en el tensioactivo aniónico más producido después de los jabones . [ cita necesaria ]
Los alquilbencenosulfonatos ramificados (BAS) se introdujeron a principios de la década de 1930 y experimentaron un crecimiento significativo desde finales de la década de 1940 en adelante; [3] en la literatura antigua, estos detergentes sintéticos a menudo se abrevian como syndets. Fueron preparados mediante alquilación de Friedel-Crafts de benceno con 'tetrámero de propileno' (también llamado tetrapropileno) seguida de sulfonación . Al ser el tetrámero de propileno un término amplio para una mezcla de compuestos formados por la oligomerización del propeno , su uso dio una mezcla de estructuras altamente ramificadas. [4]
En comparación con los jabones tradicionales, BAS ofrecía una tolerancia superior al agua dura y una mejor formación de espuma. [5] Sin embargo, la cola altamente ramificada dificultaba su biodegradación . [6] Se atribuyó ampliamente al BAS la formación de grandes extensiones de espuma estable en áreas de descarga de aguas residuales como lagos, ríos y zonas costeras ( espumas de mar ), así como los problemas de formación de espuma encontrados en el tratamiento de aguas residuales [7] y la contaminación de los sistemas de agua potable. agua. [8] Como tal, el BAS fue eliminado de la mayoría de los productos detergentes durante la década de 1960, siendo reemplazado por sulfonatos de alquilbenceno lineales (LAS), que se biodegradan mucho más rápidamente. El BAS sigue siendo importante en determinadas aplicaciones agroquímicas e industriales, donde la rápida biodegradabilidad tiene una importancia reducida. Por ejemplo, inhibir la deposición de asfaltenos del petróleo crudo .
Los alquilbencenosulfonatos lineales (LAS) se preparan industrialmente mediante la sulfonación de alquilbencenos lineales (LAB), que a su vez se pueden preparar de varias maneras. [2] En la ruta más común, el benceno se alquila mediante monoalquenos de cadena larga (por ejemplo, dodeceno) utilizando fluoruro de hidrógeno como catalizador. [9] Los dodecilbencenos purificados (y derivados relacionados) luego se sulfonan con trióxido de azufre para dar el ácido sulfónico . [10] A continuación se neutraliza el ácido sulfónico con hidróxido de sodio . [1] El término "lineal" se refiere a los alquenos iniciales en lugar del producto final; no se ven productos de adición perfectamente lineales, de acuerdo con la regla de Markovnikov . Así, la alquilación de alquenos lineales, incluso 1-alquenos como el 1-dodeceno , da varios isómeros de fenildodecano. [11]
En condiciones ideales, el poder de limpieza de BAS y LAS es muy similar, sin embargo, LAS se desempeña ligeramente mejor en condiciones de uso normales, debido a que se ve menos afectado por el agua dura . [12] Dentro del propio LAS, la detergencia de los distintos isómeros es bastante similar, [13] [14] sin embargo, sus propiedades físicas ( punto de Krafft , formación de espuma, etc.) son notablemente diferentes. [15] [16] En particular, el punto Krafft del producto con alto contenido de 2-fenilo (es decir, el isómero menos ramificado) permanece por debajo de 0 °C hasta un 25 % de LAS, mientras que el punto de turbidez bajo del 2-fenilo es ~15 °C. [17] Los productores suelen aprovechar este comportamiento para crear productos transparentes o turbios.
La biodegradabilidad de los alquilbencenosulfonatos ha sido bien estudiada [6] [18] [19] y se ve afectada por la isomerización , en este caso, la ramificación. La sal del material lineal tiene una LD 50 de 2,3 mg/litro para peces, aproximadamente cuatro veces más tóxica que el compuesto ramificado; sin embargo, el compuesto lineal se biodegrada mucho más rápidamente, lo que lo convierte en la opción más segura con el tiempo. Se biodegrada rápidamente en condiciones aeróbicas y tiene una vida media de aproximadamente 1 a 3 semanas; [18] la degradación oxidativa se inicia en la cadena alquílica. [1] En condiciones anaeróbicas, se degrada muy lentamente o no se degrada en absoluto, lo que hace que exista en altas concentraciones en los lodos de depuradora , pero no se cree que esto sea motivo de preocupación, ya que se degradará rápidamente una vez que regrese a un ambiente oxigenado.