Hispanopedia WikiEn química orgánica , la sulfonación aromática es una reacción en la que un átomo de hidrógeno de un areno se reemplaza por un grupo ácido sulfónico (−SO₂OH) . Junto con la nitración y la cloración , la sulfonación aromática es una sustitución aromática electrófila ampliamente utilizada . [ 1 ] Los ácidos arilsulfónicos se utilizan como detergentes , colorantes y fármacos .
Estequiometría y mecanismo
Las condiciones típicas implican calentar el compuesto aromático con ácido sulfúrico: [ 2 ]
- C 6 H 6 + H 2 SO 4 → C 6 H 5 SO 3 H + H 2 O
El trióxido de azufre o su derivado protonado es el electrófilo real en esta sustitución aromática electrófila.
Para impulsar el equilibrio, se pueden agregar agentes deshidratantes como el cloruro de tionilo : [ 2 ]
- C 6 H 6 + H 2 SO 4 + SOCl 2 → C 6 H 5 SO 3 H + SO 2 + 2 HCl
Históricamente, el sulfato mercurioso se ha utilizado para catalizar la reacción. [ 3 ]
El ácido clorosulfúrico también es un agente eficaz:
- C 6 H 6 + HSO 3 Cl → C 6 H 5 SO 3 H + HCl
A diferencia de la nitración aromática y la mayoría de las demás sustituciones aromáticas electrófilas, esta reacción es reversible . La sulfonación tiene lugar en condiciones ácidas concentradas y la desulfonación es el modo de acción en un ácido acuoso caliente diluido. Esta reversibilidad resulta muy útil para proteger el sistema aromático. Debido a su efecto atractor de electrones , los grupos protectores sulfonato pueden utilizarse para prevenir la sustitución aromática electrófila. También pueden incorporarse como grupos directores para influir en la posición donde puede tener lugar la sustitución. [ 4 ]
Métodos de sulfonación especializados
Se han desarrollado muchos métodos para introducir grupos sulfonato, además de la sulfonación dirigida.
Una reacción clásica con nombre es la reacción de Piria ( Raffaele Piria , 1851), en la que el nitrobenceno se trata con un bisulfito metálico formando un ácido aminosulfónico como resultado de la reducción y sulfonación combinadas del grupo nitro . [ 2 ] [ 5 ] [ 6 ]
En el proceso de sulfonación de Tyrer (1917), [ 7 ] en un momento de gran importancia tecnológica, se hace pasar vapor de benceno a través de un recipiente que contiene ácido sulfúrico al 90%, cuya temperatura se eleva de 100 a 180 °C. El agua y el benceno se eliminan continuamente y el benceno se recircula al recipiente. De esta manera se obtiene un rendimiento del 80%.
Aplicaciones
Los ácidos sulfónicos aromáticos son intermediarios en la preparación de colorantes y muchos productos farmacéuticos. La sulfonación de anilinas da lugar a un amplio grupo de fármacos sulfamidas .
La sulfonación del poliestireno se utiliza para fabricar poliestireno sulfonato de sodio , una resina de intercambio iónico común para el ablandamiento del agua .
Véase también
Referencias
- ↑ March, Jerry (1985). Química orgánica avanzada: reacciones, mecanismos y estructura (3.ª ed.). Nueva York: Wiley. ISBN 9780471854722OCLC 642506595 .
- 1 2 3 Lindner, Otto; Rodefeld, Lars (2000). "Ácidos bencenosulfónicos y sus derivados". Enciclopedia de química industrial de Ullmann . doi : 10.1002/14356007.a03_507 . ISBN 978-3-527-30385-4.
- ↑ Sabatier, Paul (1922). Catálisis en química orgánica . Traducido por Reid, E. Emmet. Nueva York, NY: Van Nostrand. pág. 2.
- ↑ TW Graham Solomons: Química orgánica , 11.ª edición, Wiley, Hoboken, NJ, 2013, pág. 676, ISBN 978-1-118-13357-6.
- ^ Piria, Raffaele (1851). "Über einige Produkte der Einwirkung des schwefligsäuren Ammoniaks auf Nitronaphtalin" . Annalen der Chemie und Pharmacie . 78 : 31– 68. doi : 10.1002/jlac.18510780103 . ISSN 0075-4617 .
- ↑ La reacción de Piria. I. La reacción global WH Hunter, Murray M. Sprung J. Am. Chem. Soc. , 1931, 53 (4), pp 1432–1443 doi : 10.1021/ja01355a037 .
- ↑ Patente estadounidense 1.210.725
- ↑ Siegfried Hauptmann: Organische Chemie , 2.ª edición, VEB Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie, Leipzig, 1985, p. 511, ISBN 3-342-00280-8.
- Reacciones de sustitución
