Ароматична сулфонација
Ароматична сулфонација је органска реакција у којој атом водоника на арену бива замењен функционалном групом сулфонске киселине у електрофилној ароматичној супституцији.[1] Арил сулфонске киселине се користе као детерџенти, боје, и лекови.
Стехиометрија и механизам
уреди
Типични услови обухватају загревање ароматичног једињења са сумпорном киселином:[2]
- C6H6 + H2SO4 → C6H5SO3H + H2O
Сумпор триоксид или његов протонисани дериват је стварни електрофил у овој електрофилној ароматичној супституцији.
Да би се померила равнотежа, дехидрациони агенси као што је тионил хлорид се могу додати.
- C6H6 + H2SO4 + SOCl2 → C6H5SO3H + SO2 + 2 HCl
хлорсумпорна киселина је исто тако ефективан агенс:
- C6H6 + HSO3Cl → C6H5SO3H + HCl
За разлику од ароматичне нитрације и већине других електрофилних ароматичних супституција ова реакција је реверзибилна. Сулфонација се одвија у концентрованим киселим условима, а до десулфонације долази у разблаженим топлим воденим растворима киселине. Реверзибилност је веома корисна у заштићеним ароматичним системима. Због њиховог ефекта електронског повлачења, сулфонатне заштитне групе се могу користити за спречавање електрофилне ароматичне супституције. Оне исто тако могу да буду уграђене као усмеравајуће групе које одређују позицију где може да дође до супституције.[3]
Специјализовани сулфонациони методи
уредиРазвијени су многи методи за увођење сулфонатних група поред директне сулфонације.
Пиријева реакција
уредиЈедна класична именована реакција је Пиријева реакција (Р. Пирија, 1851) у којој нитробензен реагује са металним бисулфитом формирајући аминосулфонску киселину као резултат комбиноване редукције нитро групе и сулфонације.[4][5]
Тајреров сулфонациони процес
уредиУ Тајреровом сулфонационом процесу (1917),[6] који је некад имао технолошки значај, бензенска пара се проводи кроз суд који садржи 90% сумпорну киселину чија температура је повећана са 100 на 180°Ц. Вода и бензен се континуирано уклањају у кондензатору и бензенски слој се уводи назад у суд. На тај начин се остварује принос од 80%.
Примене
уредиАроматичне сулфонске киселине су интермедијери у припреми боја и многих лекова. Сулфонација анилина доводи до велике групе сулфа лекова.
Сулфонација полистирена се користи за прављење нантријум полистирен сулфоната, широко заступљеног јоноизмењивачког резина за омекшавање воде.
Реакције арилних сулфонских киселина
уредиКао функционална група, арил сулфонска киселина подлеже десулфонацији кад се загрева у води:
- RC6H4SO3H + H2O → RC6H5 + H2SO4H
Кад се третирају са јаком базом, деривати бензенсулфонске киселине се конвертују у феноле (преко феноксида).
- C6H5SO3H + 2 NaOH → C6H5ONa + NaHSO4H
Види још
уредиРеференце
уреди- ^ Марцх, Јеррy (1985), Адванцед Органиц Цхемистрy: Реацтионс, Мецханисмс, анд Струцтуре (3рд изд.), Неw Yорк: Wилеy, ИСБН 0-471-85472-7
- ^ Линднер, Отто; Родефелд, Ларс (2000). „Бензенесулфониц Ацидс анд Тхеир Деривативес”. Уллманн'с Енцyцлопедиа оф Индустриал Цхемистрy. Wеинхеим: Wилеy-ВЦХ. ИСБН 978-3-527-30385-4. дои:10.1002/14356007.а03_507.
- ^ Грахам Соломонс: Органиц Цхемистрy, 11тх Едитион, Wилеy, Хобокен, Њ. 2013. ISBN 978-1-118-13357-6. стр. 676.
- ^ Пириа, Раффаеле (1851). „Üбер еиниге Продукте дер Еинwиркунг дес сцхwефлигсäурен Аммониакс ауф Нитронапхталин”. Аннален дер Цхемие унд Пхармацие. 78: 31—68. ИССН 0075-4617. дои:10.1002/јлац.18510780103.
- ^ Хунтер, W. Х.; Спрунг, Мурраy M. (1931). „Тхе Пириа Реацтион. I. Тхе Овер-Алл Реацтион”. Јоурнал оф тхе Америцан Цхемицал Социетy. 53 (4): 1432—1443. дои:10.1021/ја01355а037.
- ^ У.С. Патент 1,210,725
- ^ Сиегфриед Хауптманн: Органисцхе Цхемие, 2нд Едитион, ВЕБ Деутсцхер Верлаг фüр Грундстоффиндустрие, Леипзиг. 1985. ISBN 978-3-342-00280-2. стр. 511.