Sulfonierung
aus Wikipedia, der freien Enzyklopädie
 |
Dieser Artikel wurde aufgrund von inhaltlichen Mängeln auf der Qualitätssicherungsseite der Redaktion Chemie eingetragen. Dies geschieht, um die Qualität der Artikel aus dem Themengebiet Chemie auf ein akzeptables Niveau zu bringen. Dabei werden Artikel gelöscht, die nicht signifikant verbessert werden können. Hilf mit, die inhaltlichen Mängel dieses Artikels zu beseitigen, und beteilige dich an der Diskussion. |
Die Sulfonierung ist eine Reaktion, bei der eine Sulfonsäuregruppe (–SO3H-Gruppe), oder auch Sulfogruppe, in eine organische Verbindung eingeführt wird. Die Reaktionsprodukte werden als Sulfonsäuren bezeichnet. Im Gegensatz zu Schwefelsäureestern ist bei den Sulfonäsuren das Schwefelatom direkt an einem Kohlenstoffatom gebunden.
Diese Umsetzung ist wie die Nitrierung exotherm. Im Allgemeinen verwendet man zur Sulfonierung konzentrierte Schwefelsäure oder Oleum. Sulfonierungen können an gesättigten als auch an ungesättigten oder delokalisierten System erfolgen.
Inhaltsverzeichnis |
[Bearbeiten] Gesamtreaktion
Bei der Sulfonierung von Aromaten, ein Beispiel für die elektrophile aromatische Substitution, bildet sich das Elektrophil durch Protonierung des in Schwefelsäure gelösten SO3 (Oleum).
Zugesetztes Schwefeltrioxid zur Schwefelsäure verschiebt das Gleichgewicht auf die Produktseite hin, weswegen mit Oleum die Reaktion schneller vonstatten geht.
Schwefeltrioxid erweist sich als starkes Elektrophil, da das Schwefelatom durch den starken Elektronenzug der Sauerstoffatome (Elektronegativitätsdifferenz 1,2) sehr stark positiv polarisiert ist, wie die rechte Abbildung darstellt.
Die Reaktion lässt sich beschleunigen, wenn man Schwefeltrioxid (SO3) in konzentrierter Schwefelsäure löst (Oleum). Für die Reaktion ist das Schwefeltrioxid von maßgeblicher Bedeutung. Dabei ist es egal, in welchem Lösungsmittel das Trioxid gelöst ist. Denn für die Sulfonierung erweist sich die Schwefelsäure selbst scheinbar nur als Trägermedium für das Schwefeltrioxid.
[Bearbeiten] Mechanismus
Alle Zwischenschritte sind reversibel. Die Reaktion mit Schwefeltrioxid führt zu der Ausbildung eines π- und dann eines σ-Komplexes, bei dem die Aromatizität aufgehoben ist (vgl. auch elektrophile aromatische Substitution). Die nachfolgende Abstraktion eines Protons regeneriert das aromatische System wieder. Das entstandene Produkt, die Benzolsulfonsäure, kann mit verdünnter Schwefelsäure behandelt werden, so dass die Sulfonsäuregrupe wieder abgespalten wird. Dieser Mechanismus reagiert dann nach dem Prinzip der ipso-Substitution; die Sulfonsäuregruppe ist wegen ihrer hohen Elektrophilie auch eine gute Abgangsgruppe.[1]
[Bearbeiten] Sulfonierung von Alkanen
Als Beispiel sei hier die Reaktion von Alkanen mit Schwefelsäure zur Alkylsulfonsäure genannt:
Die Salze dieser Säure (Alkylsulfonate) werden als anionische Tenside in der Waschmittelchemie eingesetzt.
[Bearbeiten] Sulfochlorierung
Sulfonsäurechloride können durch Einwirkung von Chlorsulfonsäure gewonnen werden. Diesen Prozess nennt man auch Sulfochlorierung. Sulfonsäurechloride können dann zu einer Vielzahl von Produkten umgesetzt werden:
[Bearbeiten] Quellen
- ↑ Hans Peter Latscha, Uli Kazmaier und Helmut Alfons Klein: Organische Chemie. Springer, Berlin; Auflage: 6., vollständig überarbeitete Auflage 2008; ISBN 3-5407-7106-9; S. 112
- ↑ Hans Peter Latscha, Uli Kazmaier und Helmut Alfons Klein: Organische Chemie. Springer, Berlin; Auflage: 6., vollständig überarbeitete Auflage 2008; ISBN 3-5407-7106-9; S. 172
[Bearbeiten] Literatur
- Peter Sykes: Wie funktionieren organische Reaktionen? 2. Auflage, Wiley-VCH 2001, ISBN 3-527-30305-7
- Marye Anne Fox/James K. Whitesell: Organische Chemie, Grundlagen, Mechanismen, bioorganische Anwendungen, Spektrum, Akad. Verl., 1995, ISBN 3-86025249-6
