Sulfonação aromática - Aromatic sulfonation
A sulfonação aromática é uma reação orgânica na qual um átomo de hidrogênio em um areno é substituído por um grupo funcional de ácido sulfônico em uma substituição aromática eletrofílica . Os ácidos arilsulfônicos são usados como detergentes , corantes e drogas .
Estequiometria e mecanismo
As condições típicas envolvem o aquecimento do composto aromático com ácido sulfúrico:
- C 6 H 6 + H 2 SO 4 → C 6 H 5 SO 3 H + H 2 O
Trióxido de enxofre ou seu derivado protonado é o eletrófilo real nessa substituição aromática eletrofílica.
Para conduzir o equilíbrio, agentes desidratantes, como cloreto de tionila, podem ser adicionados.
- C 6 H 6 + H 2 SO 4 + SOCl 2 → C 6 H 5 SO 3 H + SO 2 + 2 HCl
O ácido clorossulfúrico também é um agente eficaz:
- C 6 H 6 + HSO 3 Cl → C 6 H 5 SO 3 H + HCl
Em contraste com a nitração aromática e a maioria das outras substituições aromáticas eletrofílicas, essa reação é reversível . A sulfonação ocorre em condições ácidas concentradas e a dessulfonação é o modo de ação em um ácido aquoso quente diluído. A reação é muito útil na proteção do sistema aromático por causa dessa reversibilidade. Devido aos seus efeitos de retirada de elétrons , grupos de proteção de sulfonato podem ser usados para prevenir a substituição aromática eletrofílica. Eles também podem ser instalados como grupos diretores para afetar a posição onde uma substituição pode ocorrer.
Métodos especializados de sulfonação
Muitos métodos foram desenvolvidos para a introdução de grupos sulfonato além da sulfonação direcional.
Reação de piria
Uma reação nomeada clássica é a reação de Piria ( Raffaele Piria , 1851) na qual o nitrobenzeno é reagido com um bissulfito de metal formando um ácido aminossulfônico como resultado da redução do grupo nitro e sulfonação combinadas .
Processo de sulfonação Tyrer
No processo de sulfonação de Tyrer (1917), em algum momento de importância tecnológica, o vapor de benzeno é conduzido por um recipiente contendo ácido sulfúrico a 90%, cuja temperatura é elevada de 100 para 180 ° C. Água e benzeno são continuamente removidos em um condensador e a camada de benzeno é alimentada de volta ao vaso. Obtém-se assim um rendimento de 80%.
Formulários
Os ácidos sulfônicos aromáticos são intermediários na preparação de corantes e muitos produtos farmacêuticos. A sulfonação das anilinas leva a um grande grupo de sulfas .
A sulfonação de poliestireno é usada para fazer poliestireno sulfonato de sódio , uma resina de troca iônica comum para amaciamento de água .
Reações de ácidos arilsulfônicos
Como um grupo funcional , os ácidos arilsulfônicos sofrem dessulfonação quando aquecidos em água:
- RC 6 H 4 SO 3 H + H 2 O → RC 6 H 5 + H 2 SO 4
Quando tratados com base forte, os derivados do ácido benzenossulfônico se convertem em fenóis (por meio dos fenóxidos).
- C 6 H 5 SO 3 H + 2 NaOH → C 6 H 5 ONa + NaHSO 4 + H 2 O