Ароматичні сульфокислоти

Ароматичними сульфокислотами називають сполуки, в яких атом сірки сульфогрупи –SO₃H сполучений з атомом вуглецю ароматичного ядра. У молекулу бензолу можна ввести одну, дві або три сульфогрупи. Прикладом ароматичної моносульфокислоти є бензолсульфокислота:

У відповідності до октетної формули сульфогрупа має два ковалентних і два семіполярних зв’язків. Останні утворені за участю тільки електронів атому сірки. Однак, для сульфокислот може використовуватися формула з шістьма ковалентними зв’язками (двома одинарними та двома подвійними), так як атоми сірки мають вільні d-орбіталі, на яких можуть бути розміщені електрони (з розширенням октету).

Дійсна будову атому сірки – проміжна між станами, які відповідають цим двом формам (Див. “мезомерна структура”).

Ароматичні сульфокислоти добувають переважно реакцією сульфування ароматичних сполук сульфуючими реагентами (концентрована H₂SO₄, олеум: SO₃+H₂SO₄; SO₃ ; хлорсульфонова кислота HОSO₂Cl; хлористий сульфурил SO₂Cl₂ , та інш.).

Сульфування – це реакція електрофільного заміщення. При сульфуванні сірчаною кислотою сульфуючою частинкою є катіон гідросульфонію, який утворюється з концентрованої кислоти за схемою:

Треба мати на увазі, що реакція сульфування є зворотною:

π-комплекс σ-комплекс

Подібно до сірчаної кислоти сульфокислоти є сильними кислотами.

Хімічні властивості сульфокислот визначаються наявністю сульфогрупи і їх можна розділити на три типи:

1. реакції сульфогрупи;

2. реакції заміщення сульфогрупи;

3. реакції за участю бензольного ядра.

1. Реакції сульфогрупи

• утворення солей

• утворення хлорангідридів

• утворення ефірів та амідів

• утворення тіофенолів

2. Реакції заміщення сульфогрупи на групи –он; –cn; –nh2.

• Гідроліз (при дії перегрітої водяної пари в кислому середовищі сульфокислоти дають вихідні ароматичні вуглеводні)

• Реакції лужного плавлення

• Сплавлення солей сульфокислот з ціанідами з утворенням нітрилів

3. Реакції електрофільного заміщення водню: відбуваються важче, ніж у бензолі завдяки тому, що сульфогрупа виявляє негативний індукційний ефект і є орієнтантом другого роду (мета-оріентантом), пасивує бензольне ядро до реакції електрофільного заміщення.

Сульфокислоти мають різноманітне застосування. Вони є основою для добування поверхнево-активних речовин, миючих засобів, барвників, дубильних речовин, йоно-обмінних смол тощо.

Одно- і багатоатомні спирти

Спирти - це похідні вуглеводнів, у молекулах яких один або декілька атомів водню заміщені гідроксильними групами. У залежності від кількості гідроксильних груп спирти бувають одноатомні та багатоатомні. Молекули спиртів асоційовані внаслідок виникнення між ними водневих зв’язків, чим і пояснюються порівняно високі температури кипіння спиртів:

Методи одержання спиртів

І. Гідроліз галагенопохідних.

а)

б)

в) Треба мати на увазі, що галоген, який знаходиться біля α-вуглецевого атома бокового ланцюга дуже рухливий і легко заміщується на нуклеофільні реагенти за механізмом S_N1:

Спочатку повільно відбувається дисоціація з утворенням енергетично стійкого бензильного катіона, стійкість якого зумовлена спряженням р-орбіталей бензольного ядра з вакантною орбіталлю вуглецевого атома бокового ланцюга. На другій стадії бензильний катіон швидко реагує з нуклеофілом:

ІІ. Каталітична гідратація алкенів.

ІІІ. Металоорганічний синтез.

а) для одержання первинних спиртів)

б) для одержання вторинних спиртів

в) для одержання третинних спиртів

ІV. Гідрування альдегідів та складних ефірів.