Сульфування аренів

Сульфуванням називається реакція заміщення атома водню сульфогрупою

з утворенням сульфокислоти.

Як сульфуючі агенти використовуються концентрована сульфатна кислота, моногідрат, олеум. Для кожної реакції сульфування є певна межа концентрації сульфатної кислоти, нижче якої сульфування не відбувається.

Сульфокислоти можуть підлягати десульфуванню, причому що легше утворюється сульфокислота, то вона легше десульфується. Тому процес сульфування є зворотним й протікає за рівнянням:

ArH + H₂SO₄ → Ar - SO₃H + H₂O

Реакція сульфування є одним із прикладів електрофільного заміщення. Концентровані розчини сульфатної кислоти й олеуму являють собою складні суміші, в яких поряд з незарядженими частинками H₂SO₄, H₂S₂O₇, SO₃ містяться й різні катіони, наприклад HSO₃⁺, H₃SO₄⁺, що утворюються в результаті автопротолізу сульфатної кислоти або інших кислотно-основних перетворень.

Сульфуючими агентами можуть бути як нейтральні частинки, так й позитивно заряджені. Наприклад, механізм взаємодії бензолу з сульфатною кислотою можна подати таким чином:

 

 

Десульфування є процесом електрофільного заміщення сульфогрупи протоном.

Із реакційної маси сульфокислоти звичайно виділяються у вигляді натрієвих, кальцієвих або барієвих солей.

Процес сульфування може відбуватися також за допомогою хлорсульфонової кислоти:

Якщо брати надлишок хлорсульфонової кислоти, то основним продуктом реакції є хлорангідрид сульфокислоти:

Ar – SO₃H + ClSO₃H → Ar – SO₂Cl + H₂SO₄

У цілому ряді випадків сульфування проводять в присутності органічних розчинників.

Техніка безпеки. Сульфування, сульфохлорування, розбавлення реакційної маси водою, висолювання сульфокислот кухонною сіллю слід проводити тільки у витяжній шафі. При зважуванні олеуму й хлоросульфонової кислоти необхідно надівати захисні окуляри або захисну маску, а також гумові рукавички. Абсолютно недопустимо змішувати олеум або хлорсульфонову кислоту з водою - хлорсульфонова кислота реагує при цьому з вибухом.Розводити олеум можна тільки сульфатною кислотою. Посуд, в якому був олеум або хлорсульфонова кислота, ополіскують спочатку моногідратом або концентрованою сульфатною кислотою, а потім вже миють водою.