Сульфокислоты

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

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.