Sulfonowanie – reakcja chemiczna polegająca na podstawieniu do związku chemicznego grupy –SO3H przez działanie odpowiednim związkiem sulfonującym. W wyniku sulfonowania tworzą się związki organiczne zawierające grupę sulfonową (tzw. związki sulfonowe). 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:

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 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.

Przypisy