Сульфохлорирование алканов

Важной в практическом отношении реакцией является сульфохлорирование алканов. При взаимодействии алкана с хлором и сернистым ангидридом при облучении происходит замещение водорода на хлорсульфонильную группу:

Сульфохлорирование алканов

Эта реакция также протекает по цепному радикальному механизму:

Сульфохлорирование алканов

Легко заметить, что помимо RSO2Cl в этой реакции должны получаться и хлорпроизводные в результате цепного процесса хлорирования. Ключевой стадией для обоих конкурирующих процессов хлорирования и сульфохлорирования является взаимодействие алкил-радикала с хлором или SO2:

Сульфохлорирование алканов

Чтобы подавить реакцию хлорирования, сульфохлорирование алканов проводят при большом избытке SO2, который выполняет роль «перехватчика» алкил-радикала с развитием новой радикальной цепи. Селективность этого процесса невелика и подобна селективности при радикальном хлорировании. Из пропана образуется примерно в равных количествах оба возможных изомера:

Сульфохлорирование алканов

Алкансульфохлориды представляют собой хлорангидриды алкаснсульфокислот R-SO3H. Они легко гидролизуются до сульфокислот, которые относятся к очень сильным кислотам. Их натриевые соли, образующиеся при взаимодействии RSO2Cl с водным раствором гидроксида натрия или соды:

Сульфохлорирование алканов

при соответствующих размерах алкильных групп проявляют свойства типичного поверхностно-активного вещества и поэтому чрезвычайно широко используются в качестве детергентов. Алкильная группу придает этим солям липофильные свойства, а ионная сульфонатная группа SO3- — гидрофильные свойства. У солей с алкильной группой, содержащей 8 – 16 атомов углерода, липофильные и гидрофильные свойства сбалансированы таким образом, что они эмульгируют в воде жиры и масла. Синтетические детергенты получают в промышленности в огромных количествах сульфохлорированием керосиновой фракции нефти без разделения на компоненты.

Главный недостаток этого метода – загрязнение окружающей среды (водоемов, рек, озер, морей) детергентами, применяющимися при флотации и в бытовых условиях. Бактерии разлагают соль алкансульфокислот с неразветвленной углеродной цепью, но они неэффективны при деструкции алкансульфокислот с разветвленной цепью. Успешно решается важнейшая проблема использования современной технологии, основанной на использовании смеси н-алканов.

Размещено в Алканы, Органическая химия, Энциклопедия.