Сульфохлорування

Сульфохлорування (також хлорсульфонілювання, Шаблон:Lang-en) — заміщення атома H на хлорсульфонільну групу в алканах, циклоалканах (фотореакція з SO₂ + Cl₂), ароматичних сполуках (з хлорсульфоновою кислотою). Загальне рівняння:

$\mathrm{R}-\mathrm{H}+\mathrm{X}-\mathrm{S}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2-\mathrm{C}\mathrm{l}⟶\mathrm{R}-\mathrm{S}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2-\mathrm{C}\mathrm{l}+\mathrm{H}\mathrm{X}$ (якщо X=Cl, і R = алкіл то використовують SO₂ та Cl₂)

Наприклад, сульфохлорування бензену:

$\mathrm{C}{\phantom{A}}_6\mathrm{H}{\phantom{A}}_6+\mathrm{O}\mathrm{H}-\mathrm{S}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2-\mathrm{C}\mathrm{l}⟶\mathrm{C}{\phantom{A}}_6\mathrm{H}{\phantom{A}}_5-\mathrm{S}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2-\mathrm{C}\mathrm{l}+\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}$

Сульфурхлорування метану:

$\mathrm{C}\mathrm{H}{\phantom{A}}_4+\mathrm{S}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2+\mathrm{C}\mathrm{l}{\phantom{A}}_2⟶\mathrm{C}\mathrm{H}{\phantom{A}}_3-\mathrm{S}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2\mathrm{C}\mathrm{l}+\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{l}$

Механізм

Реакця з алканами (реакція Ріда) йде за радикальним механізмом:

1. Спочатку молекула хлору розпадається на радикали, або від $\mathrm{S}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2$ від'єднуються $\mathrm{X}\text{.}$ та $\mathrm{C}\mathrm{l}\text{.}$.
2. Радикал $\mathrm{X}\text{.}$ заміщує органічний радикал: $\mathrm{R}\text{:}\mathrm{H}+\mathrm{X}\text{.}⟶\mathrm{H}\text{:}\mathrm{X}+\mathrm{R}\text{.}$
3. Радикал приєднується до молекули $\mathrm{S}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2$, утворюючи новий радикал: $\mathrm{R}\text{.}+\mathrm{S}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2⟶\mathrm{R}-\mathrm{S}\text{.}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2$
4. Цей новий радикал взаємодіє з новою молекулою хлору або $\mathrm{X}-\mathrm{S}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2-\mathrm{C}\mathrm{l}$:

   $\mathrm{R}-\mathrm{S}\text{.}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2+\mathrm{C}\mathrm{l}{\phantom{A}}_2⟶\mathrm{R}-\mathrm{S}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2-\mathrm{C}\mathrm{l}+\mathrm{C}\mathrm{l}\text{.}$

   $\mathrm{R}-\mathrm{S}\text{.}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2+\mathrm{X}-\mathrm{S}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2-\mathrm{C}\mathrm{l}⟶\mathrm{R}-\mathrm{S}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2-\mathrm{C}\mathrm{l}+\mathrm{S}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2+\mathrm{X}\text{.}$

5. Радикал, що утворився, взаємодіє з новою молекулою, заміщуючи органічний радикал, і процес повторюється.

Сульфохлорування ароматичних сполук іде за механізмом електрофільного заміщення.

Джерела

• Шаблон:Глосарій термінів з хімії
• Шаблон:Ластухін Органічна хімія 3