Otwórz menu główne

Sulfonowaniereakcja chemiczna polegająca na podstawieniu do związku chemicznego grupy sulfonowej –SO2OH lub –SO2OR przez działanie odpowiednim związkiem sulfonującym. W wyniku sulfonowania tworzą się tzw. związki sulfonowe.

Sulfonowanie na atomie węglaEdytuj

Reakcja ta przebiega według mechanizmu substytucji elektrofilowej. Do sulfonowania najczęściej jest używany stężony kwas siarkowy lub oleum, zawierające od 5 do 40% SO3. Związki alifatyczne na ogół sulfonują się trudno, w wysokich temperaturach i przy użyciu energicznych środków sulfonujących, związana z tym wydajność reakcji jest mała. Związki aromatyczne, zwłaszcza zawierające podstawniki aktywujące pierścień aromatyczny, sulfonują się zaś łatwo i wydajnie. Jednak ze względu na właściwości dehydratacyjne i zwęglające kwasu siarkowego, nie można go używać przy sulfonowaniu np. fenoli. Sumaryczny przebieg sulfonowania benzenu kwasem siarkowym wygląda następująco:

C6H6 + H2SO4 → C6H5SO3H + H2O

Wydzielona podczas reakcji woda rozcieńcza kwas, a tym samym wpływa na zahamowanie dalszego jej przebiegu. Dlatego też często reakcję przeprowadza się w temperaturze powyżej 100 °C lub usuwa się powstającą wodę, np. przez oddestylowanie jej jako azeotropu (np: z toluenem) w niższej temperaturze około 85 °C albo związanie jej poprzez dodawanie oleum) – wówczas woda reaguje z trójtlenkiem siarki zawartym w oleum tworząc kwas siarkowy.

Właśnie powyższy sposób jest używany najczęściej – reakcja przebiega następująco:

C6H6 + H2SO4 + SO3 → C6H5SO3H + H2SO4

Sulfonowanie związków aromatycznych jest odwracalną reakcją egzotermiczną. Tak jak inne reakcje aromatycznej substytucji elektrofilowej, przebiega dwuetapowo. W pierwszym etapie następuje addycja grupy sulfonowej z wytworzeniem jonu obojnaczego Ar+(H)SO3-, który następnie traci proton tworząc sulfonian[1].

Sulfonowanie heteroatomówEdytuj

Heteroatomy w grupach funkcyjnych można sulfonować aktywnymi związkami organosulfonowymi typu Ar–SO2–X (X = halogen, tetrazol, imidazol itp.). Na przykład nukleozydy ulegają sulfonowaniu tetrazolidem 2,4,6-triizopropylobenzenosulfonowym (TPS-Te) w pozycji 5'-OH[2] oraz na egzocyklicznych atomach tlenu reszt purynowych (O6)[3] i pirymidynowych (O4)[4]. Sulfonowaniu ulegają także grupy aminowe[5].

PrzypisyEdytuj

  1. Robert T. Morrison, Robert N. Boyd: Chemia organiczna. T. 1-2. Warszawa: Państ. Wydaw. Naukowe, 1985, s. 423-424. ISBN 83-01-04166-8.
  2. Kraszewski, A., Stawiński, J., Wiewiórowski, M.. The case of sulfonation in the chemical synthesis of oligonucleotides. „Nucleic Acids Research”. 8 (10), s. 2301-2306, 1980. DOI: 10.1093/nar/8.10.2301 doi: 10.1093/nar/8.10.2301. PMID: 6253882. 
  3. Efimov, V. A., Chakhmakhcheva, O. G., Ovchinnikov, Yu. A.. Improved rapid phosphotriester synthesis of oligodeoxyribonueleotides using oxygen-nucleoplillic cataiysts. „Nucleic Acids Research”. 13 (10), s. 3651 -3666, 1985. DOI: 10.1093/nar/13.10.3651. PMID: 4011438. 
  4. Kamimura, Takashi, Masegi, Tsukio, Sekine, Mitsuo, Hata, Tsujiaki. Structural assignment of N3-acylated uridine derivatives by means of 13C NMR spectroscopy. „Tetrahedron Letters”. 25 (38), s. 4241-4244, 1984. DOI: 10.1016/S0040-4039(01)81406-4. 
  5. Tang, XinJing, Dmochowski, Ivan J.. Phototriggering of Caged Fluorescent Oligodeoxynucleotides. „Organic Letters”. 7 (2), s. 279-282, 2004. DOI: 10.1021/ol047729n.