En química orgánica , la sulfonación aromática es una reacción orgánica en la que un átomo de hidrógeno en un areno es reemplazado por un grupo funcional de ácido sulfónico ( −SO 2 OH ) en una sustitución aromática electrofílica . [1] Los ácidos arilsulfónicos se utilizan como detergentes , colorantes y fármacos .
Las condiciones típicas implican calentar el compuesto aromático con ácido sulfúrico: [2]
El trióxido de azufre o su derivado protonado es el electrófilo real en esta sustitución aromática electrofílica.
Para impulsar el equilibrio, se pueden agregar agentes deshidratantes como el cloruro de tionilo .
El ácido clorosulfúrico también es un agente eficaz:
A diferencia de la nitración aromática y la mayoría de las demás sustituciones aromáticas electrofílicas, esta reacción es reversible . La sulfonación tiene lugar en condiciones ácidas concentradas y la desulfonación es el modo de acción en un ácido acuoso caliente diluido. La reacción es muy útil para proteger el sistema aromático debido a esta reversibilidad. Debido a sus efectos de atracción de electrones , los grupos protectores de sulfonato se pueden utilizar para evitar la sustitución aromática electrofílica. También se pueden instalar como grupos directores para afectar la posición en la que puede tener lugar una sustitución. [3]
Se han desarrollado muchos métodos para introducir grupos sulfonato además de la sulfonación dirigida.
Una reacción clásica es la reacción de Piria ( Raffaele Piria , 1851) en la que el nitrobenceno reacciona con un bisulfito metálico formando un ácido aminosulfónico como resultado de la reducción combinada del grupo nitro y la sulfonación. [4] [5]
En el proceso de sulfonación de Tyrer (1917), [6] de cierta importancia tecnológica, el vapor de benceno se conduce a través de un recipiente que contiene ácido sulfúrico al 90% cuya temperatura se aumenta de 100 a 180 °C. El agua y el benceno se eliminan continuamente y el benceno se devuelve al recipiente. De esta manera se obtiene un rendimiento del 80%.
Los ácidos sulfónicos aromáticos son intermediarios en la preparación de colorantes y muchos productos farmacéuticos. La sulfonación de anilinas da lugar a un gran grupo de sulfamidas .
La sulfonación de poliestireno se utiliza para fabricar poliestireno sulfonato de sodio , una resina de intercambio iónico común para ablandar el agua .