Page 513 - ตำราเคมีอินทรีย์ [Jadsada Ratniyom]

เบนซีนและสารประกอบอะโรมาติก 485

9.4.4 ปฏิกิริยาซัลโฟเนชันของเบนซีน
(Sulfonation of Benzene)
ปฏิกิริยาซัลโฟเนชันของเบนซีน เป็นปฏิกิริยาการแทนที่ H ในวงเบน
ซีนด้วย หมู่ SO3H ให้สารผลิตภัณฑเป็นเบนซีนซัลโฟนิกแอซิด (benzenesulfonic
์
acid) โดยให้เบนซีนทำปฏิกิริยากับ SO3 (แก๊ส) ใน H2SO4 สมการเคมี ดังแสดง

เรียนออนไลน์เรื่องนี้
ได้ที่นี่

รีเอเจนต์ SO3 จะอยู่ในสถานะแก๊ส ในห้องปฏิบัติการจึงนิยมใช้รีเอเจนต์สำเร็จรูปคือ fuming sulfuric
acid ซึ่งเป็นกรดซัลฟูริกที่เข้มข้นมาก ประกอบด้วย SO3 ละลายอยู่ใน H2SO4

เมื่อเขียนโครงสร้างเรโซแนนซ์ ของ SO3 จะเห็นว่าประจุบวกจะอยู่ที่ S อะตอม ซึ่ง
แสดงถึงความเป็นอิเล็กโทรไฟล์ได้ในระดับหนึ่ง โครงสร้างเรโซแนนซ์ของ SO3 ดังแสดง

แม้ว่าที่ S อะตอมของ SO3 จะมีความเป็นอิเล็กโทรไฟล์อยู่ในระดับหนึ่ง แต่อาจไม่แรงพอที่จะทำ
ปฏิกิริยากับเบนซีนที่มีความเสถียรมาก ดังนั้นในกลไกการเกิดปฏิกิริยาซัลโฟเนชันของเบนซีนในขั้น
+
แรก นั้น SO3 จะทำปฏิกิริยากับกรด H2SO4 เพื่อเกิดเป็นอิเล็กโทรไฟล์ SO3H (step [1], ภาพที่ 9.6)
ประจุบวกที่เกิดขึ้นจะช่วยเพิ่มความแรงของอเล็กโทรไฟล์ ในขั้นถัดมา (step [2]) ไพน์อิเล็กตรอนของ
ิ
+
เบนซีนจะทำหน้าที่เป็นนิวคลีโอไฟล์เข้าชนที่ S อะตอมของ SO3H เกิดการสร้างพันธะใหม่ของ C–
SO3H และเกิดคาร์โบแคทไอออนขึ้น ตัวคาร์โบแคทไอออนที่เกิดขึ้นนี้จะได้รับความเสถียรอันเป็นผล

จากเรโซแนนซ์ของอิเล็กตรอนในวงเบนซีน ในขั้นที่ 3 (step [3]) จะเกิดการสูญเสียโปรตอนในวงเบน
ซีนเพื่อดึงเอาความเป็นอะโรมาติกกลับมา (rearomatization) ได้ผลิตภัณฑ์ benzenesulfonic acid
และเกิด H2SO4 วนกลับไปใช้ในขั้นแรกได้ ดังแสดงในภาพที่ 9.6