Sostituzione elettrofila aromatica: solfonazione del benzene

La solfonazione del benzene è un tipo di sostituzione aromatica elettrofila, in cui il benzene reagisce con l'acido solforico fumante o oleum, una miscela di triossido di zolfo e acido solforico concentrato, per formare acido benzensolfonico.

A seconda delle condizioni di reazione, l'elettrofilo reattivo è un triossido di zolfo neutro o uno ione triossido di zolfo protonato.

Quando il triossido di zolfo neutro viene attaccato dalla nuvola di elettroni π del benzene nucleofilo, forma un complesso intermedio stabilizzato per risonanza.

La deprotonazione del complesso intermedio ripristina l'aromaticità.

Infine, il trasferimento di protoni dal solvente genera acido benzensolfonico come prodotto.

In alternativa, il trasferimento di protoni dall'acido solforico al triossido di zolfo forma uno ione triossido di zolfo protonato.

L'elettrofilo protonato viene attaccato dal legame π del benzene per formare uno ione arenio.

Infine, la deprotonazione dello ione arenio ripristina l'aromaticità, dando acido benzensolfonico e rigenerando il catalizzatore.

In particolare, la reazione di solfonazione può essere invertita facendo passare acido solforico diluito in presenza di vapore.