18.8: الاستبدال العطري الإلكتروفيلي: سلفنة البنزين

سلفنة البنزين هي تفاعل يتم فيه معالجة البنزين بحمض الكبريتيك المدخن في درجة حرارة الغرفة لإنتاج حمض البنزين سلفونيك. حمض الكبريتيك المدخن هو خليط من ثالث أكسيد الكبريت وحمض الكبريتيك المركز.

يكون الإلكتروفيل النشط إما ثالث أكسيد الكبريت المحايد أو أيون ثالث أكسيد الكبريت البروتوني، اعتمادًا على ظروف التفاعل. تتضمن إحدى الآليات ثالث أكسيد الكبريت المحايد الذي يعمل كالإلكتروفيل، والذي يتفاعل مع سحابة الإلكترون π من البنزين المحب للنواة، مكونًا وسيطًا مستقرًا للرنين. علاوة على ذلك، فإن فقدان البروتون من الوسط يستعيد عطريته. وأخيرًا، يؤدي انتقال البروتون من المذيب إلى تكوين حمض البنزين سلفونيك.

تتضمن الآلية الأخرى أيون ثالث أكسيد الكبريت البروتوني باعتباره محبًا للكهرباء، والذي يتم توليده عند تنشيط ثالث أكسيد الكبريت من خلال نقل البروتون من حمض الكبريتيك.

بصفته إلكتروفيل، يهاجم الأيون البروتوني سحابة الإلكترونات π للبنزين، مكونًا أيون الأرينيوم.

أخيرًا، يؤدي نزع بروتونات أيون الأرينيوم إلى استعادة العطرية، مما يوفر حمض البنزين سلفونيك كمنتج نهائي ويعيد توليد المحفز الحمضي.

يمكن لحمض الكبريتيك المخفف والبخار عكس تفاعل السلفنة.

تستخدم السلفنة العطرية على نطاق واسع في تصنيع المنظفات والأصباغ وأدوية السلفا.