СульфокИслот Орындаған: Қайырғали Назым
жүктеу/скачать 440,38 Kb.
|
Презентация (14)
СульфокИслотОрындаған: Қайырғали НазымТексерген :Смайлова К.ССульфокислоты (сульфоновые кислоты) — органические соединения общей формулы RSO3H или R-SO2OH, где R — органический радикал. Сульфокислоты рассматриваются как органические соединения, замещенные по углероду сульфогруппой -SO3H Номенклатура Название сульфокислот образуется из названия соответствующего углеводорода и окончания «сульфокислота», например, CH3SO3H — метансульфокислота, C6H5SO3H - бензолсульфокислота. При наличии в веществе другой, более приоритетной функциональной группы, то к названию основного вещества прибавляется префикс «сульфо», например, п-сульфобензойная кислота. Свойстав Строение сульфонат-иона Сульфогруппа -SO3H имеет тетраэдрическую конфигурацию, длины связей кислород-сера сульфонат-анионов RSO3- одинаковы и составляют 0,142 нм, углы O—S—O ~108-110°. В ИК-спектрах сульфокислот присутствуют характеристические полосы асимметрических и симметрических колебаний при 1340—1350 и 1150—1160 см−1 соответственно, в спектрах ЯМР химический сдвиг протона сульфогруппы составляет 11-12 м.д. Низшие сульфокислоты — обычно кристаллические гигроскопичные вещества, хорошо растворимые в воде. Являются сильными кислотами, хорошо растворимыми в воде, как и их соли. Самой сильной сульфокислотой является трифторметансульфокислота CF3SO3H. Получение Ароматические сульфокислоты получают сульфированием ароматических углеводородов и их производных: Алифатические сульфокислоты синтезируют:
окислением тиолов и органических дисульфидов сильными окислителями Структура и номенклатура сульфокислот Помимо карбоновых кислот существует еще один класс важных органических кислот — сульфокислоты. Мы в основном будем рассматривать ароматические сульфокислоты, поскольку именно они чаще всего встречаются. Общая формула ароматических сульфокислот Их названия образуются путем прибавления окончания сульфокислота к названию ароматического соединения, в молекулу которого введена сульфогруппа. Не следует путать сульфокислоты, у которых атом углерода непосредственно связан с атомом серы, с эфирами серной кислоты, у которых атом углерода связан с атомом кислорода Физические свойства сульфокислот Как и можно было ожидать на основании рассмотрения структуры, сульфокислоты обладают физическими свойствами, характерными для сильнополярных соединений. В целом они лучше растворимы в воде, чем органические соединения любых других типов. Действительно, -группу очень часто вводят в большие молекулы (например, красителей или лекарственных препаратов) для того, чтобы сделать их растворимыми в воде. Поскольку сульфокислоты являются сильными кислотами, они полностью ионизованы в водных растворах. Они растворимы также в некоторых других полярных растворителях, включая серную кислоту, в которой их получают, но не растворимы в обычных органических растворителях. Сульфокислоты мало летучи и, как правило, при нагревании разлагаются ниже температур кипения. Соли легко образуются из этих сильно кислых соединений при обработке основаниями. Сульфокислоты обычно бывают очень вязкими и их трудно очищать. Поэтому сульфокислоты удобно выделять в виде солей и часто их используют именно в этой форме. Нуклеофильная атака по тригональному атому углерода адильной группы (разд. 20.4) относительно незатруднена; она включает стадию временного присоединения четвертой группы — нуклеофильного реагента. Нуклеофильная атака по тетраэдрическому атому серы сульфогруппы более затруднена, поскольку она включает стадию временного присоединения пятой группы. Тетраэдрический атом углерода ацильного интермедиата образуется с использованием разрешенного октета электронов; хотя сера способна использовать в образовании ковалентных связей более восьми электронов, подобная конфигурация менее устойчива, чем октет. Следовательно, пространственные и электронные факторы действуют так, что сульфосоединения оказываются менее активными, чем ацильные производные. Выше уже говорилось о том, что в результате реакций с нуклеофилами эфиры карбоновых кислот обычно подвергаются расщеплению по связи кислород — ацильная группа Эфиры сульфокислот, с другой стороны, обычно расщепляются по связи кислород — алкильная группа Иллюстрацией может служить реакция с обращением конфигурации, описанная в последнем разделе. Сульфонат-ион вытесняется из алкилсульфонатов примерно так же, как галогенид-ион из алкилгалогенидов. В этом случае проявляется действие двух факторов. Во-первых, атака по атому серы в большей степени затруднена, чем по атому углерода карбонильной группы, и, во-вторых, атака по атому углерода алкильной группы в эфире сульфокислоты происходит легче по сравнению с атакой по атому углерода алкильной группы сложного эфира. Менее основной сульфонат-ион вытесняется легче, чем карбоксилат-ион. Точно так же как сульфонат с парой электронов легче уходит от водорода, чем карбоксилат (что следует из сравнительной кислотности этих двух типов кислот), сульфонат со своей парой электронов легче, чем карбоксилат, уходит от алкильной группы. В общем сцучае справедливо утверждение, что менее основная из двух групп является лучшей уходящей группой. Хороший пример этому мы наблюдали в реакциях спиртов (разд. 16.3): слабое основание вытесняется из протонированного спирта, в то время как сильное основание не может быть вытеснено из молекулы самого спирта. Аналогия в поведении алкилсульфонатов и алкилгалогенидов кажется вполне объяснимой, если учесть низкую оснопность как сульфонат-иона, так и галогенид-иона. жүктеу/скачать 440,38 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|