Сульфокислоты (сульфоновые кислоты) — органические соединения общей формулы RSOH или R-SO2OH, где R — органический радикал. Сульфокислоты рассматриваются как органические соединения, замещенные по углероду сульфогруппой -SO3H .
Номенклатура Название сульфокислот образуется из названия соответствующего углеводорода и окончания «сульфокислота», например, CHSOH — метансульфокислота, CHSOH — бензолсульфокислота. При наличии в веществе другой, более приоритетной функциональной группы, к названию основного вещества прибавляется префикс «сульфо», например, п-сульфобензойная кислота.
Свойства
Сульфогруппа -SO3H имеет тетраэдрическую конфигурацию, длины связей кислород-сера сульфонат-анионов RSO3- одинаковы и составляют 0,142 нм, углы O—S—O ~108-110°. В ИК-спектрах сульфокислот присутствуют характеристические полосы асимметрических и симметрических колебаний при 1340—1350 и 1150—1160 см−1 соответственно, в спектрах ЯМР химический сдвиг протона сульфогруппы составляет 11-12 м.д.
Низшие сульфокислоты — обычно кристаллические гигроскопичные вещества, хорошо растворимые в воде. Являются сильными кислотами, как и их соли. Самой сильной сульфокислотой является трифторметансульфокислота CFSOH.
Сульфокислоты обладают всеми свойствами, присущими кислотам: способны реагировать с основаниями, образуя соли, например, бензолсульфонат натрия CHSONa со спиртами образуют сложные эфиры, например, этилбензолсульфонат CHSOOCH образуют ангидриды и галогенангидриды, например, бензолсульфонилхлорид CHSOCl образуют амиды, например, бензолсульфониламид CHSONH
Восстановление сульфокислот цинковой пылью приводит к сульфиновым кислотам RSOH, действие более сильных восстановителей приводит к тиолам RSH.
Ароматические сульфокислоты способны вступать в реакции обмена сульфогруппы на другие функциональные группы:
Десульфирование ароматических сульфокислот является реакцией обратной сульфированию и также катализируется кислотами:
Обычно её проводят, пропуская в сульфокислоту или в её смесь с минеральной кислотой перегретый водяной пар при температуре 100÷250 °C. Гидроксильные и алкильные заместители в орто- и пара-положениях облегчают реакцию, галогены в тех же положениях затрудняют. Заместители в мета-положении оказывают меньшее влияние.Сигэру Оаэ. Химия органических соединений серы. М., «Химия», 1975, с.458
В реакциях электрофильного замещения в ароматических соединениях (например, реакция Фриделя — Крафтса) сульфогруппа является электроноакцепторной группой и направляет замещение в мета-положение.
Получение Ароматические сульфокислоты получают сульфированием ароматических углеводородов и их производных:
Алифатические сульфокислоты синтезируют:
реакцией нуклеофильного обмена атома галогена галогеналканов на сульфогруппу SO3H сульфохлорированием алканов по свободно-радикальному механизму:
Сульфоокислением алканов:
окислением тиолов и органических дисульфидов сильными окислителями:
Применение Сульфокислоты применяют как полупродукты в синтезе красителей, лекарственных веществ, поверхностно-активных веществ и др. Природными сульфокислотами являются таурин и цистеиновая кислота.
Примечания
Литература