8 Сульфирование ароматических соединений
Сульфаниловая кислота
Реактивы: анилин свежеперегнанный – 9,1 мл; серная кислота (конц.) – 16,5 мл; уголь активированный.
В круглодонную колбу вносят 9,1 мл анилина и небольшими порциями при встряхивании добавляют 16,5 мл серной кислоты. Смесь сильно разогревается. Колбу закрывают воздушным холодильником и нагревают на песчаной бане при 170 – 180 0C(температура бани) в течение 1,5-2 часов. Окончание реакции устанавливают следующим образом: пробу сульфомассы растворяют в пробирке в небольшом количестве воды и добавляют раствор гидроксида натрия до щелочной реакции. Если при этом не выделяются маслянистые капли анилина, то реакция считается законченной.
После окончания реакции смеси дают несколько охладиться, и еще горячую выливают при перемешивании в стакан со 150 мл холодной воды (осторожно!). Выпадают кристаллы сульфаниловой кислоты. Смесь охлаждают в бане с ледяной водой и через 20 мин отсасывают сульфаниловую кислоту на воронке Бюхнера, промывают небольшим количеством холодной воды.
Для очистки кислоту растворяют в минимальном количестве горячей воды. Кипятят 5 мин с активированным углем, затем фильтруют через складчатый фильтр. При охлаждении из фильтра выделяются блестящие кристаллы сульфаниловой кислоты состава H2N–C6H4–SO3H·2H2O. Кристаллы отсасывают, промывают один раз небольшим количеством холодной воды и сушат между листами фильтровальной бумаге на воздухе (кристаллизационная вода выветривается). Выход – 11 г.
Сульфаниловая кислота (п-аминобензолсульфокислота, п-анилинсульфокислота) – бесцветное кристаллическое вещество. Трудно растворима в этиловом спирте, диэтиловом эфире и воде. При температуре 100 0Cтеряет кристаллизационную воду, при нагревании до 280 0Cразлагается, не плавясь.
п-Толуолсульфокислота
Реактивы: толуол – 13 мл; серная кислота (конц.) – 8 мл; активированный уголь; хлорид натрия; соляная кислота (конц.).
В круглодонную колбу, соединенную с обратным холодильником, помещают 13 мл толуола, 8 мл серной кислота и добавляют несколько капилляров. Нагревают смесь на песчаной бане при слабом кипении толуола в течение 1 часа, часто перемешивая смесь. К этому времени слой толуола исчезает и реакция заканчивается, на что указывает медленное образование конденсата в холодильнике.
Теплую реакционную смесь выливают в стакан с 40 мл воды. К полученному раствору темного цвета добавляют активированный уголь и кипятят его в вытяжном шкафу до обесцвечивания. При кипячении отгоняются остатки толуола. Уголь отфильтровывают через складчатый фильтр, а полученный почти бесцветный раствор упаривают на водяной бане до объема 20 мл. Затем раствор охлаждают льдом или снегом. В холодный раствор пропускают хлороводород (в вытяжном шкафу!), который получают из хлорида натрия и соляной кислоты. Для этого сухую соль помещают в колбу, снабженную насадкой с газоотводным тубусом и капельной воронкой, через которую прикапывают конц. соляную кислоту. Для высушивания хлороводород пропускают через склянку с серной кислотой. Хлороводород пропускают до насыщения раствора и прекращения выпадения осадка. Выпавшую п-толуолсульфокислоту отсасывают на фильтре Шотта. Осадок переносят в бюкс и сушат в вакуум-эксикаторе сначала над серной кислотой, затем над щелочью (последняя необходима для связывания хлороводорода). Выход – 15 г.
п-Толуолсульфокислота (4-метилбензолсульфокислота) – бесцветное кристаллическое вещество, из воды кристаллизуется с 1 моль воды; хорошо растворяется в воде, растворима в этаноле и диэтиловом эфире. Вещество гигроскопично, на воздухе поглощает влагу и расплывается; Tплав.= 104-1050C.