SULFONOWANIE i SIARCZANOWANIE
Sulfonowanie - wprowadzenie do związku organicznego grupy sulfonowej (-SO
2
OH lub od-
powiadającej jej soli) lub grupy chlorosulfonowej (-SO
2
Cl).
Rodzaje reakcji sulfonowania:
•
sulfochlorowanie - wprowadzanie do cząsteczki alkanu grupy -SO
2
Cl, w reakcji alkanu z
mieszaniną dwutlenku siarki i chloru,
•
chlorowcosulfonowanie - działanie na związek aromatyczny lub heteroaromatyczny kwa-
sem chlorowcosulfonowym, np. HOSO
2
Cl lub HOSO
2
F, w celu wprowadzenia grupy -
SO
2
Cl lub -SO
2
F,
•
sulfoutlenianie - sulfonowanie alkanów przy pomocy mieszaniny dwutlenku siarki i tle-
nu,
•
sulfoalkilowanie, sulfoacylowanie i sulfoarylowanie - wprowadzenie do cząsteczki
związku organicznego grupy sulfoalkilowej, sulfoacylowej lub sulfoarylowej.
Siarczanowanie - przyłączenie do atomu węgla grupy -OSO
2
OH w wyniku czego otrzymuje
się kwaśne (ROSO
2
OH) lub obojętne (ROSO
2
OR) siarczany.
Alkilosiarczanowanie - wprowadzenie do cząsteczki związku organicznego grupy alkilosiar-
czanowej.
Podział sulfonianów:
1. alifatyczne i alicykliczne,
2. aromatyczne,
3. heterocykliczne,
4. N-sulfoniany (amidosulfoniany).
2
CZYNNIKI SULFONUJĄCE
•
SO
3
, kwas siarkowy stęŜ. lub tzw. monohydrat SO
3
.H
2
O, oleum, stosowane do sulfono-
wania związków aromatycznych,
•
kwas chlorosulfonowy, stosowane do sulfonowania związków aromatycznych i alifatycz-
nych, zwłaszcza wtedy, gdy pragnie się uniknąć izomeryzacji produktów,
•
siarczyny lub wodorosiarczyny metali alkalicznych (np. K
2
SO
3
i KHSO
3
), stosowane do
sulfonowania połączeń z ruchliwym atomem chlorowca, np. o-chloronitrobenzenu, jod-
ków alkilowych (jest to tzw. reakcja Strechera),
RCl + K
2
SO
3
RSO
3
K + KCl
RCl + KHSO
3
RSO
3
H + KCl
•
mieszanina chloru i dwutlenku siarki (reakcja Reeda), stosowana do sulfonowania związ-
ków alifatycznych, z wyjątkiem metanu, przy napromieniowaniu promieniami UV,
•
mieszanina tlenu i dwutlenku siarki, stosowana do sulfonowania związków alifatycznych.
Czynniki określające szybkość i przebieg reakcji sulfonowania lub siarczanowania:
•
stęŜenie SO
3
w czynniku sulfonującym
•
budowa chemiczna substancji organicznej
•
czas trwania procesu w zaleŜności od temperatury i mocy reagenta
•
rodzaj uŜytego katalizatora
•
rodzaj rozpuszczalnika
3
Sulfonowanie związków aromatycznych
SO
3
H
+ H
2
SO
4
+ H
2
O
SO
3
H
+ SO
3
SO
3
H
+ H
2
SO
4
.
SO
3
+ H
2
SO
4
SO
3
H
+ H
2
SO
4
-H
2
O
+NaOH
SO
3
Na
+ 2NaOH
-Na
2
SO
3
ONa
Mechanizm
2 H
2
SO
4
HSO
4
-
+ H
3
SO
4
+
HSO
4
-
+ H
2
O + HSO
3
+
+ SO
3
H
+
SO
2
OH
H
+
-H
+
SO
2
OH
8
Siarczanowanie alkenów i alkoholi
CH
2
=CH
2
+ 2 SO
3
SO
2
O
SO
2
O
HOCH
2
CH
2
SO
3
H + H
2
SO
4
H
2
O
ROH + H
2
SO
4
ROSO
3
H + H
2
O
RCH=CH
2
+ H
2
SO
4
RCH(CH
3
)OSO
3
H
2 ROSO
3
H
(RO)
2
SO
2
+ H
2
SO
4
RCH=CH
2
+ H
2
SO
4
[RCH(CH
3
)O]
2
SO
2
9
ZASTOSOWANIE SULFONIANÓW I SIARCZANÓW
detergenty, emulgatory, substancje deemulgujące, zwilŜające, roztwarza-
jące oraz dodatki do smarów i środki zapobiegające rdzewieniu,
ś
rodki dyspergujące, elastomery, rozpuszczalne w wodzie Ŝywice synte-
tyczne i zagęszczacze, Ŝywice jonowymienne, które zachowują się jak
mocne kwasy, będąc całkowicie nierozpuszczalne w wodzie,
chlorki aromatycznych kwasów sulfonowych (ArSO
2
Cl) – w produkcji
sulfonamidów, obejmujących leki, barwniki, garbniki, plastyfikatory i
ś
rodek słodzący (sacharyna) oraz insktycydy (estry kwasów sulfono-
wych).
związki sulfonowe i siarczany – jako półprodukty do otrzymywania
związków organicznych nie zawierających siarki - fenoli (rezorcyna, naf-
tole, antrahydrochinon i 8-hydroksychinolina) i alkoholi (etanol i alkohol
izopropylowy).
kwasy metano- i toluenosulfonowe - jako katalizatory,
kwas fenylosulfonowy - jako dodatek galwanizerski.
barwniki, środki antymolowe i antystatyczne garbniki.
