Aromatická sulfonace je organická reakce, při níž je vodíkový atom arenu nahrazen funkční skupinou sulfonové kyseliny, patří mezi elektrofilní aromatické substituce. Vzniklé arylsulfonové kyseliny se používají jako detergenty, barviva a léčiva.
Stechometrie a mechanismus
Obvyklým způsobem provedení aromatické sulfonace je zahřívání aromatické sloučeniny s kyselinou sírovou:[1]
- C6H6 + H2SO4 → C6H5SO3H + H2O
Skutečným elektrofilem je při této reakci oxid sírový nebo jeho protonovaný derivát.
K posunu reakční rovnováhy ve prospěch produktů lze použít dehydratační činidlo, jako je například chlorid thionylu.
K aromatické sulfonaci lze využít též kyselinu chlorsírovou:
- C6H6 + HSO3Cl → C6H5SO3H + HCl
Na rozdíl od aromatické nitrace a většiny ostatních elektrofilních aromatických substitucí je tato reakce vratná. K sulfonaci dochází v prostředí koncentrované kyseliny a desulfonaci lze provést v horkém zředěném roztoku kyseliny. Tato vratnost se využívá při syntézách, u kterých je potřeba chránit aromatické jádro. Sulfonové skupiny snižují elektronovou hustotu a ovlivňují tak pozici, kde dojde k další případné substituci.[2]
Specializované metody sulfonace
Piriova reakce
Roku 1851 popsal italský chemik Raffaele Piria reakci, při níž nitrobenzen reaguje se hydrogensiřičitanem za vzniku aminosulfonové kyseliny, reakce je kombinací redukce nitroskupiny a sulfonace.[3][4]
Tyrerův sulfonační proces
Při Tyrerově sulfonačním procesu jsou páry benzenu vedeny skrz nádobu obsahující 90% kyselinu sírovou, jejíž teplota se navyšuje ze 100 na 180 °C. Voda a benzen se průběžně odstraňují kondenzací ve zvláštní nádobě a vrstva benzenu se vrací do reakčního prostředí. Výtěžnost tohoto postupu je kolem 80 %.
Reakce
Arylsulfonové kyseliny lze desulfonovat jejich zahříváním ve vodě:
- RC6H4SO3H + H2O → RC6H5 + H2SO4H
Za přítomnosti silných zásad se deriváty kyseliny benzensulfonové přeměňují na fenoly (meziprodukty jsou fenoxidy):
Využití
Sulfonací aromatických sloučenin vznikají aromatické sulfonové kyseliny, které jsou meziprodukty při výrobě řady barviv a léčiv, například sulfonací anilinů vznikají sulfonamidy.
Reference
V tomto článku byl použit překlad textu z článku Aromatic sulfonation na anglické Wikipedii.
- ↑ Otto Lindner, Lars Rodefeld "Benzenesulfonic Acids and Their Derivatives" in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry 2005, Wiley-VCH, Weinheim.DOI:10.1002/14356007.a03_507Je zde použita šablona
{{DOI}}označená jako k „pouze dočasnému použití“. - ↑ T. W. Graham Solomons: Organic Chemistry, 11th Edition, Wiley, Hoboken, NJ, 2013, p. 676, ISBN 978-1-118-13357-6.
- ↑ PIRIA, Raffaele. Über einige Produkte der Einwirkung des schwefligsäuren Ammoniaks auf Nitronaphtalin. Annalen der Chemie und Pharmacie. 1851, s. 31–68. ISSN 0075-4617. DOI 10.1002/jlac.18510780103. Je zde použita šablona
{{Cite journal}}označená jako k „pouze dočasnému použití“. - ↑ THE PIRIA REACTION. I. THE OVER-ALL REACTION W. H. Hunter, Murray M. Sprung J. Am. Chem. Soc., 1931, 53 (4), pp 1432–1443 DOI:10.1021/ja01355a037Je zde použita šablona
{{DOI}}označená jako k „pouze dočasnému použití“.. - ↑ Siegfried Hauptmann: Organische Chemie, 2nd Edition, VEB Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie, Leipzig, 1985, p. 511, ISBN 3-342-00280-8.
| Zdroj dat | cs.wikipedia.org |
|---|---|
| Originál | cs.wikipedia.org/wiki/Aromatická_sulfonace |
