Aromatická sulfonace je organická reakce, při níž je vodíkový atom arenu nahrazen funkční skupinou sulfonové kyseliny, patří mezi elektrofilní aromatické substituce. Vzniklé arylsulfonové kyseliny se používají jako detergenty, barviva a léčiva.
Stechiometrie a mechanismus náhled|120px|vpravo|Oxid sírový se využívá jako aktivní látka u mnoha sulfonačních reakcí.
Obvyklým způsobem provedení aromatické sulfonace je zahřívání aromatické sloučeniny s kyselinou sírovou:Otto Lindner, Lars Rodefeld "Benzenesulfonic Acids and Their Derivatives" in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry 2005, Wiley-VCH, Weinheim.
C6H6 + H2SO4 → C6H5SO3H + H2O
Skutečným elektrofilem je při této reakci oxid sírový nebo jeho protonovaný derivát.
K posunu reakční rovnováhy ve prospěch produktů lze použít dehydratační činidlo, jako je například chlorid thionylu.
K aromatické sulfonaci lze využít též kyselinu chlorsírovou:
C6H6 + HSO3Cl → C6H5SO3H + HCl
Na rozdíl od aromatické nitrace a většiny ostatních elektrofilních aromatických substitucí je tato reakce vratná. K sulfonaci dochází v prostředí koncentrované kyseliny a desulfonaci lze provést v horkém zředěném roztoku kyseliny. Tato vratnost se využívá při syntézách, u kterých je potřeba chránit aromatické jádro. Sulfonové skupiny snižují elektronovou hustotu a ovlivňují tak pozici, kde dojde k další případné substituci.T. W. Graham Solomons: Organic Chemistry, 11th Edition, Wiley, Hoboken, NJ, 2013, p. 676, .
Specializované metody sulfonace
Piriova reakce Roku 1851 popsal italský chemik Raffaele Piria reakci, při níž nitrobenzen reaguje s hydrogensiřičitanem za vzniku aminosulfonové kyseliny, reakce je kombinací redukce nitroskupiny a sulfonace.THE PIRIA REACTION. I. THE OVER-ALL REACTION W. H. Hunter, Murray M. Sprung J. Am. Chem. Soc., 1931, 53 (4), pp 1432–1443 .
400px|střed|Piriova reakce
Tyrerův sulfonační proces Při Tyrerově sulfonačním procesu jsou páry benzenu vedeny skrz nádobu obsahující 90% kyselinu sírovou, jejíž teplota se navyšuje ze 100 na 180 °C. Voda a benzen se průběžně odstraňují kondenzací ve zvláštní nádobě a vrstva benzenu se vrací do reakčního prostředí. Výtěžnost tohoto postupu je kolem 80 %.
náhled|360px|vpravo|Výroba kyseliny sulfanilové z anilinu a kyseliny sírovéSiegfried Hauptmann: Organische Chemie, 2nd Edition, VEB Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie, Leipzig, 1985, p. 511, .
Reakce Arylsulfonové kyseliny lze desulfonovat jejich zahříváním ve vodě:
RC6H4SO3H + H2O → RC6H5 + H2SO4
Za přítomnosti silných zásad se deriváty kyseliny benzensulfonové přeměňují na fenoly (meziprodukty jsou fenoxidy):
C6H5SO3H + 2 NaOH → C6H5OH + Na2SO3 + H2O
Využití Sulfonací aromatických sloučenin vznikají aromatické sulfonové kyseliny, které jsou meziprodukty při výrobě řady barviv a léčiv, například sulfonací anilinů vznikají sulfonamidy.
náhled|180 px|vlevo|Potravinářské barvivo červeň Allura AC se vyrábí několikastupňovým procesem, jehož součástí jsou dvě sulfonace.
Reference
Kategorie:Substituční reakce Kategorie:Organické reakce