Sulfonacion

SULFONACION
1. OBJETIVOS
* Sulfonar tolueno en un reactor, utilizando como agente sulfonante acido sulfúrico concentrado y regular los parámetros de operación del proceso.

2. FUNDAMENTO TEORICO
Los a. s. aromáticos se preparan ordinariamente por sulfonación directa, ya que este método resulta más sencillo y conveniente que los indirectos. Los agentes de sulfonación más comúnmenteempleados son: á. sulfúrico concentrado, á. sulfúrico fumante (óleum), á. clorosulfónico y cloruro de sulfurilo, Cl2SO2. El primero se utiliza en la sulfonación de compuestos aromáticos que se sustituyen con facilidad, mientras que el óleum sirve para sulfonar compuestos poco activos. Los otros dos se suelen emplear para obtener directamente los cloruros de sulfonilo, Ar-SO-2Cl, derivadosinteresantes de los a. s.

Si bien los a. s. aromáticos suelen ser sólidos cristalinos cuando están puros, es difícil conservarlos en tal estado, ya que, por ser altamente higroscópicos, absorben la humedad del ambiente, formando disoluciones viscosas, fuertemente ácidas. Se disuelven en agua en todas las proporciones; por ello, la presencia de un grupo a. s. en una molécula hace a ésta soluble en agua,lo cual se aprovecha en la obtención de colorantes y medicamentos solubles. Los a. s. aromáticos son catalizadores muy útiles en las reacciones de esterificación y deshidratación, aún mejores que el á. sulfúrico, ya que se disuelven bien en los disolventes orgánicos y atacan a las sustancias reaccionantes menos que aquél. También son valiosos reactivos en síntesis orgánicas, debido a lafacilidad con que el grupo a. s. puede reemplazarse por otros. De estas reacciones, las más importantes son:
a) Sustitución por hidrógeno. Viene a ser la reacción inversa a la sulfonación; tiene utilidad en ciertas síntesis cuando interesa que un sustituyente no entre en determinada posición del anillo aromático, en la que se situaría de encontrarse libre. Para ello se bloquea previamente porsulfonación, luego se introduce el tercer sustituyente en otra posición, y, finalmente, se libera la posición bloqueada. Esta desulfonación se suele realizar por ebullición con agua o calefacción con á. clorhídrico diluido a presión y 150-200° C.
b) Sustitución por un grupo hidroxilo. Por fusión de los sulfonatos sódicos con sosa se obtienen los fenóxidos sódicos, de los que se liberan los fenoles poracidificación. Esto se utiliza para la obtención de fenoles y naftoles.
c) Sustitución por un grupo ciano. Por fusión de los sulfonatos sódicos con cianuro sódico y posterior destilación se obtienen los cianuros aromáticos (v. NITRILOS).
d) Sustitución por un grupo nitro. A menudo el grupo a. s. se puede reemplazar fácilmente por un grupo nitro, por tratamiento con á. nítrico.
e) Formación dederivados. Los a. s. forman derivados análogos a los de los á. carboxílicos p. ej., sales, ésteres, cloruros de á., amidas, etc.

Ácidos sulfónicos y derivados de especial interés. Por sulfonación del tolueno se obtiene una mezcla de los á. orto y para-toluenosulfónicos, que pueden separarse transformándolos primero en los cloruros de sulfonilo correspondientes y filtrando éstos después a latemperatura de 0° C, el derivado orto pasa a través del filtro como un líquido espeso aceitoso y el derivado para, sólido a dicha temperatura, queda retenido en el filtro. El cloruro de ortotoluenosulfonilo puede transformarse fácilmente en sacarina, que es la ¡mida cíclica del á. orto-sulfobenzoico. Para ello se prepara la orto-toluenosulfonamida, se oxida a á. orto-sulfonamidobenzoico, y luego porcalefacción se pierde agua, obteniéndose la ¡mida (v. AMIDAS).

La sacarina es un sólido cristalino, unas 550 veces más dulce que el azúcar ordinario (sacarosa). Es casi insoluble en agua, de ahí que se venda en forma de sal sódica, que es muy soluble. En soluciones diluidas la sacarina es muy dulce, pero en soluciones concentradas es amarga. Se emplea en lugar del azúcar para endulzar confituras,...