芳香化合物的反应

磺化(sulfonation)

/ sul-fuh-NAY-shun /

磺化是把磺酸基(-SO3H)挂到苯环上。它最引人注目之处,是别的 EAS 反应都做不到的一件事:它是可逆的。你可以把 -SO3H 装上去,日后又能原样卸下来,这使它成为一件异常顺手的工具——用来引导合成,而不只是装点环。

亲电试剂是三氧化硫 SO3(或它的质子化形式),由发烟硫酸(溶有额外 SO3 的硫酸,也叫发烟硫酸 / oleum)提供。SO3 里的硫强烈缺电子,于是环去进攻它,生成常规的芳正离子,失去一个质子,最终成为苯磺酸(C6H5-SO3H)。由于每一步都是平衡,整个反应在热的、浓的、富含 SO3 的酸中向前进行——但若日后把产物与稀的含水酸(水蒸气)一同加热,平衡就会逆转,-SO3H 脱落,环重新接回一个 H。

这种可逆性正是该反应在合成中的“超能力”。化学家可以把 -SO3H 装上去当作一个临时的、体积大的、邻对位定位的封堵基团:它占住一个位置(往往是对位),迫使下一个亲电试剂改去别处,最后再通过脱磺基把它移除。磺酸基本身也很有价值——它使化合物可溶于水且呈酸性,这正是它出现在众多洗涤剂、染料和磺胺类药物中的原因。

苯 + 发烟硫酸(SO3)-> 苯磺酸。把这个产物与稀硫酸和水蒸气一同加热,-SO3H 又会脱落,重新生成苯——反应在倒着跑。

在 EAS 反应中独一无二,磺化可以随意正向或逆向进行。

可逆性正是关键所在:化学家利用它,把 -SO3H 当作一个可移除的封堵基团,暂时占住某个位置以引导下一步反应,事后再把它剥掉——这是其他 EAS 反应都做不到的。

又称
aromatic sulfonation磺化反应磺化反應