Obraz&6 (6)

Tabela

Przybliżone wirtotel n dla niektórych reakcji sulfonowania '

Substancja sulfonowana	Produkt	Temp. reakcji l°C»	ir sulfonowania (t wag. S03)
ranol	kwas 4-hydrokaybenzeno-aulfonowy	100	25,6
Benzen	kwas benzenosulfonowy	100	. 62,0 w.
Benzen	kwas m-bsnzenodisulfonowy	09	^83 (nr.
Nitrobenzen	kwas J-nitrobsnzenosulfonowy	90	02,0
Naftalen	kwas 1-naftalenosulfonowy	60	56,0
Naftalen	kwas 2-naftalanosulfonowy	160	52,0
Antracen	kwas 2-antracenosulfonowy	40	43,0.
Antrachinon	kwas 2-antrachinonosulfonowy	120	82,0
Antrachinon ^1 * katalizator	kwas 1-antrachinonosuIfonowy ’	145	77,0

w przypadku, gdy wartość n przewidziana dla danego procesu przewyższ* stężenie S0₃ w 90-procentowym kwasie siarkowym, jako środek sulfonujący może być użyte tylko oleum lub tritlenek siarki. W tab. 99 przedstawiono stężenie graniczne S0₃ dla wybranych reakcji sulfonowania związków aromatycznych prowadzonych w optymalnej temperaturze.

Znając wartość ir sulfonowania danego związku aromatycznego można o-bliczyć ilość kwasu siarkowego lub oleum konieczny do całkowitego prze-reagowania substratu na pożądany sulfokwasi

1 ! w-11*0 - ■! f *^HłS0‘ 1

a - n    I mol zw. org. 1/

gdzie: X - niezbędna ilość kwasu siarkowego o stężeniu so₃ “ a, a - stężenie S0₃ W. kwasie (w t wag.),

•0 - masa cząsteczkowe SO_a •

» praktyce przemysłowej, aby uniknąć duiego nadmiaru czynnika sulfonującego, a następnie uciążliwej i kosztownej regeneracji poreakcyjnego kwasu siarkowego, zapobiega sif rozcieńczaniu środowiska reakcyjnego wodą. Wodę wydzielającą się w reakcji sulfonowania mol na oddzielić ze środowiska reakcyjnego dwiema metodami:

- poprzez destylację azeotropową za związkiem' poddawanym sulfonowa-[ niu (w przypadku, gdy jest on lotny z parą wodng, np. sulfonowanie benzenu - rys. 140); czynnik sulfonowany w miarę postępu reakcjijoddsstylo- j wuje się łgeznie z wodg reakcyjng i po oddzieleniu jej zawracany jest I ponownie do reakcji; dzięki temu podczas całego procesu sulfonowania ■tętonie kwasu siarkowego pozostaje nie zmienione,'

- poprzez dodanie do środowiska reakcyjnego rozpuszczalnika orga- ₍

niemego tworzącego i wodę azeotrep.

sulfonowanie trltlenklcm siarki

Podczas sulfonowania związków aromatycznych trltlenklcm siarki zajmuje on miejsce protonu w pierścieniu benzenowym:

Ar-H •    S0₃ -• Ar-SOjll.

w reakcji nic wydziela alę woda. Reakcja jest nieodwracalna. Tritlenek siarki jest bardzo wygodnym czynnikiem sulfonujgcym, umożliwia całkowite wykorzystanie substancji sulfonującej. Podczas sulfonowania stężenie SO, v środowisku reakcyjnym nie ulega zmniejazoniu (nie występuje rozcieńczanie wodg). Stosujgc go unika aię otrzymywania znacznych ilości odpadowego kwasu siarkowego, inaczoj niż w przypadku używania kwasu siarkowego lub oleum jako czynników sulfonujących.

Tritlenek siarki, jako bardzo mocny reagent, może - oprócz pożądanej reakcji sulfonowania - wywołać inno, niekorzystne przemiany. W podwyższonej temperaturze utlenia on wiele substancji organicznych, czego efektem możo być wprowadzanie do sulfonowanego związku grupy hydroksylowej:

Ar-H • . SOg -► Ar-OH ♦    S0₃

•lub nawet całkowite spalenie substancji organicznej. Inno, niepożądane reakcje prowadzą do powstawania kwasów wio Losulfonowych, sulfonów:

2 Ar-S0₃H -* Ar-SO_a-Ar • H_aS0„ »

a także bezwodników kwasów sulfonowych:

2 Ar-SOgH • S0₃ -- <Ar-SO,)₃0 * H₃S0» .

Niepożądanym reakcjom aprzyja duże stężenie środka sulfonującego w mieszaninie reakcyjnej i wysoka temperatura reakcji.

Tritlenek sierki no te być stosowany w npoaób bezpośredni tylko do sulfonowania związków trudno sulfonujących alg, np. zawierających podstawniki XX rzędu. W celu złagodzenia jego mocy sulfonującej używa alę roztworów S0₃ » skroplonym ditlenku siarki lub rozpuazczalniku organicznym, jak taż roztworów adduktów so₃ (nddukty S0₃ z pirydyną Ł dioksanem są substancjami stałymi). Roakcjo aulfonowania za pomocą so₃ prowadzi ślę w stosunkowo niskich temperaturach (0-40°C). Używa alg S0₃ ^w postaci stałej, ciekłej lub galowoj.

Sulfonowanie kwasem ehlorosultonowym

Zastosowanie kwasu chloroeulfonowogo jako czynnika sulfonującego stwarza możliwość otrzymania dwóch rodzajów produktów:

-    aromatycznych sulfochlorków Ar-SOjCl ,

-    kwasów arylotulfonowych Ar-S0₃H ,

co zależy od warunków roakcjl i ilości użytego do reakcji kwasu chloro-sulfonowego.

Sil