10587 Obraz (2015)

608

Reakcja sulfonowania jest odwracalna, w odróżnieniu od elektrofiJowego nitrowania i hafogenowania. Reakcja odwrotna do sulfonowania zachodzi podczas ogrzewania aromatycznych kwasów sulfonowych w wodzie.

608

hydrolityczny rozpad kwasu benzenosulfonowego

Odwracalność sulfonowania jest wykorzystywana gdy chcemy wykonać reakcję elektro filo wego podstawienia, wymagającą precyzyjnego skierowania nowego podstawnika tylko w jedno miejsce. Przypuśćmy na przykład, że celem syntezy jest o-nitroaniJina. Otrzymanie tego związku przez nitrowanie acetanilidu jest praktycznie niemożliwe, ponieważ grupa acetyloaminowa kieruje wchodzący podstawnik głównie w położenie para. Problem można rozwiązać przez sulfonowanie acetanilidu i hydrolityczne usunięcie grupy sulfonowej i acetylo-wej po wykonaniu nitrowania.

NHCOCHj

sulfonowanie

NHCOCHj

SO,H

nitrowanie

S0₃H

przykład wykorzystania odwracał ności sulfonowania w syntezie

Jedną z konsekwencji odwracałności sulfonowania jest wpływ temperatury na kierunek reakcji. Na przykład sulfonowanie naftalenu może zachodzić w pozycji 1 albo w pozycji 2. W niższej temperaturze produktem sulfonowania jest

kwas ntftaleno-1 -sulfonowy a w temperaturze wyższej powstaje kwas naftale-no-2-sulfonowy:

kvvasn.ft.le-    kwas naftole-

no-l-sulfonowy    no-2-sulfonowy

miejsce sulfonowania naftalenu zależy od temperatury

W celu wytłumaczenia wpływu temperatury na kierunek sulfonowania naftalenu trzeba wziąć pod uwagę odwracalność i szybkość reakcji oraz termodynamiczną trwałość produktów. Jest regułą, Ze w naftalenie podstawienie w pozycji 1 przebiega szybciej niż w pozycji 2. Jeśli reakcja jest nieodwracalna, jak na przykład nitrowanie, to powstają tylko produkty z podstawnikami w pozycji 1. Jeśli reakcja jest odwracalna jak sulfonowanie, to najpierw powstaje szybciej tworzący się produkt z podstawnikiem w pozycji 1. który może się przekształcać w produkt z podstawnikiem w pozycji 2, nawet jeśli produkt ten wolniej powstaje. O budowie produktu nie decyduje wtedy kinetyka czyli szybkość powstawania, ale termodynamika czyli trwałość produktu. Kwas naftale-no-2-sulfonowy jest trwalszy od kwasu naftaleno-1 -sulfonowego i dlatego jest głównym produktem, gdy mieszanina reakcyjna jest przez dłuższy czas utrzymywana w wyższej temperaturze. Kwas naftaleno-1-sulfonowy powstaje szybciej i dlatego jest głównym produktem krótko trwającej reakcji w niższej temperaturze. W takich przypadkach mówimy o kinetycznej lub termodynamiczne) kontroli reakcji

Kwasy sulfonowe są silnymi kwasami i bardzo dobrze rozpuszczają się w wodzie. Wydzielenie wolnych kwasów sulfonowych z wodnych roztworów jest trudne i dlatego otrzymuje się je najczęściej w formie soli, których rozpuszczalność jest mniejsza.

CMorosu Ifonowa n ie

Reakcja związków aromatycznych z kwasem chlorosulfonowym jest nazywana chlorosulfonowaniem. Produktami tej reakcji są chlorki kwasów sulfonowych.