18.8 : Elektrofilik Aromatik Yer Değiştirme: Benzenin Sülfonasyonu

Benzenin sülfonasyonu, benzenin oda sıcaklığında dumanlı sülfürik asit ile muamele edilerek benzen sülfonik asit elde edildiği bir reaksiyondur. Dumanlı sülfürik asit, sülfür trioksit ve konsantre sülfürik asidin bir karışımıdır.

Aktif elektrofil, reaksiyon koşullarına bağlı olarak nötr kükürt trioksit veya protonlanmış kükürt trioksit iyonudur. Mekanizmalardan biri, bir elektrofil görevi gören nötr sülfür trioksitin, nükleofilik benzenin π elektron bulutu ile reaksiyona girerek rezonansla kararlı hale getirilmiş bir ara madde oluşturmasını içerir. Ayrıca ara maddeden bir protonun kaybı, aromatikliğini geri kazandırır. Son olarak çözücüden proton transferi benzen sülfonik asit oluşumuna yol açar.

Diğer mekanizma, sülfürik asitten proton transferi yoluyla sülfür trioksitin aktivasyonu üzerine üretilen elektrofil olarak protonlanmış sülfür trioksit iyonunu içerir.

Bir elektrofil olarak protonlanmış iyon, benzenin π elektron bulutu ile saldırarak bir areniyum iyonu oluşturur.

Son olarak, areniyum iyonunun deprotonasyonu aromatikliği geri kazandırır, nihai ürün olarak benzen sülfonik asit sağlar ve asit katalizörünü yeniden üretir.

Seyreltik sülfürik asit ve buhar, sülfonasyon reaksiyonunu tersine çevirebilir.

Aromatik sülfonasyon, deterjanların, boyaların ve sülfa ilaçlarının sentezinde yaygın olarak kullanılmaktadır.