главная > справочник > химическая энциклопедия:

Сульфирование

Notice: Undefined variable: iko in /var/www/chemport.ru/data/www/chemport.ru/chemical_encyclopedia.php on line 95

Notice: Undefined variable: goo in /var/www/chemport.ru/data/www/chemport.ru/chemical_encyclopedia.php on line 109

Notice: Undefined variable: mn in /var/www/chemport.ru/data/www/chemport.ru/chemical_encyclopedia.php on line 109

Сульфирование (сульфонирование), введение сульфо-группы SO₂OH в молекулу орг. соединения; в широком смысле сульфирование-введение группы SO₂X (X = ОН, ONa, OAlk, OAr, Hal, NAlk₂ и т.п.). О введении группы SO₃H с образованием связей О—S (О-сульфирование, сульфатирование, сульфоэтерификация) см. Сульфаты органические.

Процесс, обратный сульфированию (удаление группы SO₂X из молекулы орг. соединения), наз. десульфированием (десульфонированием). Сульфирование осуществляют прямым путем с использованием сульфирующих агентов либо косвенным путем, например введением сульфогруппы в составе сульфоалкильных фрагментов (СН₂)_nSО₂Х. Сульфирующие агенты: H₂SO₄, SO₃ и его комплексы с орг. соединениями (эфирами, третичными аминами и фосфинами. амидами карбоновых кислот, три-алкилфосфатами и др.), олеум. SOCl₂, галогенсульфо-нрвые и сульфаминовые кислоты, диалкилсульфаты, ацил-сульфаты.

Сульфирование ароматич. углеводородов протекает по механизму электроф. замещения:

Реакцию осуществляют как в паровой, так и в жидкой фазе (растворители: SO₂, СС1₄, хладоны и т. п.). При сульфирование серной кислотой для смещения равновесия вправо применяют избыток кислоты или связывают воду добавлением олеума, азеотропной отгонкой и т.п.

Соединения с электронодонорными заместителями более реакционноспособны и сульфируются преим. в орто- и пара-положения; соединения с электроноакцепторными заместителями-в мета-положение. В большинстве случаев при сульфирование замещенных бензолов образуются смеси изомеров, соотношение которых зависит от природы заместителя, сульфирующего реагента и условий реакций (концентрации реагентов, температуры, растворителя, наличия катализаторов и т.д.). Путем подбора оптим. условий возможно селективное сульфирование. Так, сульфирование толуола серной кислотой при 20 °С приводит к равным количествам о- и n-толуолсульфокислот, а при, использовании SO₃ в тех же условиях - исключительно к n-изомеру; при сульфирование фенола на холоду преим. образуется о-фенолсульфокислота, тогда как при 100°С-n-фенолсульфокислота. Как правило, подобные различия обусловлены превращением одних изомеров в другие, термодинамически более стабильные, благодаря изомеризации или обратимости сульфирования. Например, нафталин при температурах ниже 100°С первоначально образует α-нафталинсульфокислоту, которая во времени превращ. в β-изомер в результате последовательного десульфирования-ресульфирования. сульфирование при 160°С приводит исключительно к β-нафталинсульфокислоте (см. Нафталинсульфокислоты).

Для сульфирования гетероциклических соединений (фуран, пиррол. тиофен. индол и др.) используют комплексы SO₃ с диоксаном или пиридином. Эти же реагенты применяют для сульфирования алифатич. соед., содержащих сильные электроноакцепторные группы; при этом образуются, как правило, a-сульфопроизводные:

X = СНО, COR:, COOH, CN, NO₂, SO₃H и др.

Повышение СН-кислотности алифатических соединений способствует тому, что последующее сульфирование протекает более однозначно, чем моносульфирование. Напр., ацетальдегид и уксусная кислота с высоким выходом образуют соответствующие да- и трисульфосоединения:

СН₃СНО + 2SO₃•Диоксан : (HSO₃)₂CHCHO

Легко реагируют с SO₃ и его комплексами алкены. которые образуют в зависимости от структуры и условий β- или δ-сульфоны (см. Сульфоны) либо α-,β- или β-, γ-ненасыщ. сульфокислоты. а также β-гидроксисульфокислоты, например:

Прямое сульфирование алканов протекает с трудом и сопровождается, как правило, окислением. Подобные реакции редко используют для препаративных целей, но находят им практич. применение для сульфирование полимеров. например полиэтилена. с целью их модификации. Значительно легче сульфируются углеводороды при совместном действии SO₂ и О₂ (сульфо-окисление), а также SO₂ и Сl₂ (сульфохлорирование). Обе реакции имеют радикальный характер и инициируются пероксидами, УФ или γ-облучением:

Эти процессы имеют важное значение в пром. произ-ве ПАВ.

Для сульфирование орг. соединений широко используют H₂SO₃ и ее производные. Гидросульфиты присоединяются к альдегидам и кетонам (р-ция 1), а также в условиях радикального инициирования к алкенам и алкинам (2,3); взаимод. с трифенил- и три(n-толил)карбинолами (4); реагируют с оксиранами. тииранами с раскрытием кольца (5):

Диазоалканы сульфируют SO₂ в присутствии воды, спиртов, тиолов и аминов (6), последоват. действие SO₂ и галогена на реактивы Гриньяра приводит к сульфонил-галогенидам (7):

К косвенным методам сульфирование относят сульфометилирование, сульфоэтилирование и т.д., например:

сульфирование используют при получении ПАВ, ионообменных мембран и смол, биологически активных веществ, красителей и др.

Лит.: Джильберт Э. Е., Сульфирование органических соединений, пер. с англ., М., 1969; Общая органическая химия, пер. с англ., т. 5, М., 1983, сульфирование 508-53. © А. Ф. Ермолов.