Сульфокислоты

Сульфокислоты

Сульфокислоты — органические соединения общей формулы RSO3H или R-SO2OH, где R — органический радикал. Сульфокислоты рассматриваются как органические соединения, замещенные по углероду сульфогруппой -SO3H .

Сульфокислоты.png

Номенклатура

Название сульфокислот образуется из названия соответствующего углеводорода и окончания «сульфокислота», например, CH3SO3H — метансульфокислота, C6H5SO3H — бензолсульфокислота. При наличии в веществе другой, более приоритетной функциональной группы, то к названию основного вещества прибавляется префикс «сульфо», например, п-сульфобензойная кислота.

Свойства

Сульфогруппа -SO3H имеет тетраэдрическую конфигурацию, длины связей кислород-сера сульфонат-анионов RSO3 одинаковы и составляют 0,142 нм, углы O—S—O ~108-110°. В ИК-спектрах сульфокислот присутствуют характеристические полосы асимметрических и симметрических колебаний при 1340—1350 и 1150—1160 см−1 соответственно, в спектрах ЯМР химический сдвиг протона сульфогруппы составляет 11-12 м.д.

Низшие сульфокислоты — обычно кристаллические гигроскопичные вещества, хорошо растворимые в воде. Являются сильными кислотами, хорошо растворимыми в воде, как и их соли. Самой сильной сульфокислотой является трифторметансульфокислота CF3SO3H.

Сульфокислоты обладают всеми свойствами, присущими кислотам:

  • способны реагировать с основаниями, образуя соли, например, бензолсульфонат натрия C6H5SO3Na
  • со спиртами образуют сложные эфиры, например, этилбензолсульфонат C6H5SO2OC2H5
  • образуют ангидриды и галогенангидриды, например, бензолсульфонилхлорид C6H5SO2Cl
  • образуют амиды, например, бензолсульфониламид C6H5SO2NH2

Восстановление сульфокислот цинковой пылью приводит к сульфиновым кислотам RSO2H, действие более сильных восстановителей приводит к тиолам RSH.

Ароматические сульфокислоты способны вступать в реакции обмена сульфогруппы на другие функциональные группы:

Десульфирование ароматических сульфокислот является реакцией обратной сульфированию и также катализируется кислотами:

Обычно её проводят пропуская в сульфокислоту или в её смесь с минеральной кислотой перегретый водяной пар при температуре 100÷250°C. Гидроксильные и алкильные заместители в орто- и пара-положениях облегчают реакцию, галогены в тех же положениях затрудняют. Заместители в мета-положении оказывают меньшее влияние.

В реакциях электрофильного замещения в ароматических соединениях (например, реакция Фриделя — Крафтса) сульфогруппа является электроноакцепторной группой и направляет замещение в мета-положение.

Получение

Ароматические сульфокислоты получают сульфированием ароматических углеводородов и их производных:

Алифатические сульфокислоты синтезируют:

  • реакцией нуклеофильного обмена атома галогена галогеналканов на сульфогруппу SO3H
  • сульфохлорированием алканов по свободно-радикальному механизму:
  • Сульфоокислением алканов:
  • окислением тиолов и органических дисульфидов сильными окислителями:

Применение

Сульфокислоты применяют как полупродукты в синтезе красителей, лекарственных веществ, поверхностно-активных веществ и др. Природными сульфокислотами являются таурин и цистеиновая кислота.