什么是磺化操作,它的作用是什么?

磺化操作

苯分子等芳香烃化合物里的氢原子被硫酸分子里的磺酸基所取代的反应。 磺化反应过程 一种向有机分子中引入磺酸基或磺酰氯基的反应过程。磺化过程中磺酸基取代碳原子上的氢称为直接磺化;磺酸基取代碳原子上的卤素或硝基,称为间接磺化。 磺化剂 通常用浓硫酸或发烟硫酸作为磺化剂,有时也用三氧化硫、氯磺酸、二氧化硫加氯气、二氧化硫加氧以及亚硫酸钠等作为磺化剂。

概述

有机化合物里的氢原子被硫酸分子里的磺酸基(-SO3H)所取代的反应称为磺化反应。但由于该反应主要在芳香化合物中发生,故经常被特指为芳香化合物上的磺化反应。

原理

芳香化合物磺化反应在机理上属于亲电取代反应,其反应条件大致有三种:含水硫酸、三氧化硫和发烟硫酸。其中有人通过实验证明:苯在非质子溶剂中与三氧化硫反应时,进攻的亲电试剂为三氧化硫;含水硫酸中磺化时亲电试剂为硫酸合氢正离子(可理解为水合质子+三氧化硫);而在发烟硫酸中,亲电试剂为焦硫酸合氢离子(即质子化的焦硫酸)和H2S4O13(可理解为一分子硫酸+三分子三氧化硫)。因此,在不同条件下磺化,其反应机理略微有所不同。其中最为常见的机理如下图所示。

用途

磺化反应在现代化工领域中占有重要地位,是合成多种有机产品的重要步骤,在医药、农药、燃料、洗涤剂及石油等行业中应用较广。有些药物因水溶性差,致使其在临床应用中存在一些问题,如生物利用度不高,服用量大,制成的片剂或胶囊体内吸收缓慢等。这类化合物经磺化后不但可以增强其水溶性,也可增强其生物活性。

磺化和烷基化的异同:磺化是放热反应,烷基化是吸热反应。都是卤代烷烃。磺化是放热反应,低温磺化时需要冷却,而高温磺化则需要加热保温。烷基化反应(Alkylationreaction)指向有机物分子中的碳、氮、氧等原子中引入烷基(-R)的反应,简称烷基化。常用的烷基化剂有烯烃、卤代烷烃、硫酸烷酯和醇等。烷基化是有机合成的重要反应之一。例如苯与卤代烷烃反应,可在苯环上引入烷基[1]。

芳香化合物磺化反应在机理上属于亲电取代反应,其反应条件大致有三种:含水硫酸、三氧化硫和发烟硫酸。其中有人 通过实验证明:苯在非质子溶剂中与三氧化硫反应时,进攻的亲电试剂为三氧化硫;含水硫酸中磺化时亲电试剂为硫酸合氢正离子(可理解为水合质子+三氧化硫);而在发烟硫酸中,亲电试剂为焦硫酸合氢离子(即质子化的焦硫酸)和H2S4O13(可理解为一分子硫酸+三分子三氧化硫)。因此,在不同条件下磺化,其反应机理略微有所不同。其中最为常见的机理如下图所示。


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