Sulfonácia

Sulfonácia je vnášanie sulfónovej skupiny, –SO3H, do molekuly aromatickej zlúčeniny. Ide o elektrofilnú substitučnú reakciu, pri ktorej dochádza k náhrade atómu vodíka za sulfónovú skupinu. Vznikajúce arylsulfónové kyseliny sa používajú ako farbivá, liečivá a detergenty.

 Priebeh a mechanizmus 
Reakcia zvyčajne prebieha pôsobením olea (roztoku koncentrovanej kyseliny sírovej a oxidu sírového) na aromatický uhľovodík, často pri vyššej teplote.Otto Lindner, Lars Rodefeld "Benzenesulfonic Acids and Their Derivatives" in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry 2005, Wiley-VCH, Weinheim. Reakcia prebieha i pôsobením koncentrovanej kyseliny sírovej, ale prebieha pomalšie.

Príkladom reakcie je sulfonácia benzénu, čím vzniká kyselina benzénsulfónová:

 270x270bod|Aromatic sulfonation of benzene
Počas tejto reakcie vystupuje ako elektrofil oxid sírový alebo jeho protónovaná forma (HSO3+). Namiesto olea možno použiť i kyselinu chlórsírovú.

Táto reakcia je osobitá tým, že je vratná. Vďaka tomu je možné tento proces zvrátiť zmenou reakčných podmienok. Sulfonácia prebieha vo veľmi kyslých roztokov, naopak je možné sulfónovú skupinu odštiepiť v zahriatych zriedených kyslých roztokoch. Použitím napríklad zriedenej kyseliny sírovej sa rovnováha reakcie posunie doľava (k reaktantom). Rovnako možno rovnováhu reakcie posunúť smerom k produktom použitím dehydratačných činidiel, napríklad chloridom tionylu.

Sulfónovú skupinu možno vniesť do molekuly i ako chrániacu skupinu alebo ako skupinu, ktorá riadi vnášanie ďalších skupín. Takisto ju možno použiť na "zablokovanie" polohy na aromatickom jadre a následne túto polohu uvoľniť.

Podobnou reakciou, ktorá takisto vedie k zavedeniu sulfónovej skupiny do aromatického jadra je sulfochlorácia.

 Špecializované metódy 
Okrem priamej sulfonácie opísanej vyššie boli vyvinuté rôzne ďalšie metódy vnášanie sulfónovej skupiny.

 Piriova reakcia 
Počas Piriovej reakcie, pomenovanej podľa Raffaelea Piriu (1851), reaguje nitrobenzén s kovovým hydrogensiričitanom, čím vzniká aminosulfónová kyselina. Počas reakcie dochádza k redukcii nitroskupiny a sulfonácii zároveň:THE PIRIA REACTION. I. THE OVER-ALL REACTION W. H. Hunter, Murray M. Sprung J. Am. Chem. Soc., 1931, 53 (4), pp 1432–1443 .

stred|400x400bod

náhľad|360x360bod|Syntéza kyseliny sulfanilovej z anilínu a kyseliny sírovej.Siegfried Hauptmann: Organische Chemie, 2nd Edition, VEB Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie, Leipzig, 1985, s. 511, .

 Tyrerova sulfonácia 
Počas Tyrerovho sulfonačného procesu (1917) boli pary benzénu vedené nádobou s 90% kyselinou sírovou, ktorej teplota bola medzi 100 a 180 °C. Z nádoby sa priebežne odstraňovali benzén a voda pomocou kondenzátoru, pričom benzén sa dopravoval naspäť do nádoby. Týmto spôsobom bolo možné získať výťažok až 80 %.

 Použitie 
náhľad|180x180bod|Allura červená AC je potravinárske farbivo, ktoré vzniká dvojitou sulfonáciou

Arylsulfónové kyseliny vystupujú ako intermediáty pri syntéze farbív a mnohých farmaceutík. Sulfonácia anilínov vedie k syntéze sulfónamidov.

Sulfonáciou polystyrénu vzniká polystyrénsulfonát sodný, ktorý sa používa ako ionexová živica na zmäkčenie vody.

 Referencie 

 Pozri aj 
 Elektrofilná halogenácia
 Nitrácia

 Zdroj 

Kategória:Chemické reakcie