Бензолсульфохлорид

Бензолсульфохлорид
Общие
Систематическое наименование	Бензолсульфохлорид
Традиционные названия	Бензолсульфонилхлорид
Хим. формула	C6H5SO2Cl
Физические свойства
Молярная масса	176,6165 г/моль
Плотность	1,377 г/см³
Термические свойства
Температура
• плавления	14,5 °C
• кипения	251,5 °C
Оптические свойства
Показатель преломления	1,5115
Структура
Дипольный момент	4,4699 Д
Классификация
Рег. номер CAS	98-09-9
PubChem	7369
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.

Бензолсульфохлорид (бензолмоносульфохлорид, бензолсульфонилхлорид) — органическое соединение, хлорангидрид бензолсульфокислоты. Жёлтая вязкая жидкость.

Получение

Основным лабораторным методом получения является реакция бензола и хлорсульфоновой кислоты. В колбу, снабжённую мешалкой и капельной воронкой, вносят 400 г хлорсульфоновой кислоты. Постепенно (на протяжении 3-х часов) к ней добавляют 100 г бензола, тщательно перемешивая каждую его порцию. Температура при этом должна составлять 0—10 °C. Затем смесь медленно выливают на лёд, масса которого составляет 120% от массы смеси. После отстаивания массы отделяют её нижний слой, состоящий преимущественно из бензолсульфохлорида, от верхнего водно-кислотного слоя. Бензолсульфохлорид промывают холодной водой несколько раз, сушат над хлоридом кальция и перегоняют в вакууме. При соблюдении данной методики выход продукта составляет около 70%. В данном случае протекает следующая реакция:

${\mathsf{C}}_{\mathsf{6}}{\mathsf{H}}_{\mathsf{6}}\mathsf{+}\mathsf{2}{\mathsf{HSO}}_{\mathsf{3}}\mathsf{Cl}\stackrel{}{\to }{\mathsf{C}}_{\mathsf{6}}{\mathsf{H}}_{\mathsf{5}}{\mathsf{SO}}_{\mathsf{2}}\mathsf{Cl}\mathsf{+}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{SO}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}\mathsf{HCl}$

Возможен также метод получения бензолсульфохлорида, основанный на реакции бензолсульфоната натрия с хлорсульфоновой кислотой или пентахлоридом фосфора:

${\mathsf{C}}_{\mathsf{6}}{\mathsf{H}}_{\mathsf{5}}{\mathsf{SO}}_{\mathsf{3}}\mathsf{Na}\mathsf{+}{\mathsf{HSO}}_{\mathsf{3}}\mathsf{Cl}\stackrel{}{\to }{\mathsf{C}}_{\mathsf{6}}{\mathsf{H}}_{\mathsf{5}}{\mathsf{SO}}_{\mathsf{2}}\mathsf{Cl}\mathsf{+}{\mathsf{NaHSO}}_{\mathsf{4}}$

$\mathsf{3}{\mathsf{C}}_{\mathsf{6}}{\mathsf{H}}_{\mathsf{5}}{\mathsf{SO}}_{\mathsf{3}}\mathsf{Na}\mathsf{+}{\mathsf{PCl}}_{\mathsf{5}}\stackrel{}{\to }\mathsf{3}{\mathsf{C}}_{\mathsf{6}}{\mathsf{H}}_{\mathsf{5}}{\mathsf{SO}}_{\mathsf{2}}\mathsf{Cl}\mathsf{+}\mathsf{2}\mathsf{NaCl}\mathsf{+}{\mathsf{NaPO}}_{\mathsf{3}}$

Ещё одним способом получения является взаимодействие бензолсульфокислоты с оксихлоридом фосфора:

$\mathsf{3}{\mathsf{C}}_{\mathsf{6}}{\mathsf{H}}_{\mathsf{5}}{\mathsf{SO}}_{\mathsf{3}}\mathsf{H}\mathsf{+}{\mathsf{POCl}}_{\mathsf{3}}\stackrel{}{\to }\mathsf{3}{\mathsf{C}}_{\mathsf{6}}{\mathsf{H}}_{\mathsf{5}}{\mathsf{SO}}_{\mathsf{2}}\mathsf{Cl}\mathsf{+}{\mathsf{H}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{PO}}_{\mathsf{4}}$

Физические свойства

Бензолсульфохлорид при комнатной температуре представляет собой жёлтую/бесцветную вязкую жидкость с резким запахом, при температуре менее 14,5 °C переходящую в кристаллы ромбической сингонии.

Кипит при температуре 251,5 °C с разложением. Плотность составляет 1,395 г/см³ при 4 °C, 1,384 г/см³ при 15 °C и 1,377 г/см³ при 25 °C.

Хорошо растворим в спирте, эфире, хлороформе, тетрахлорметане. Малорастворим в воде, холодной водой медленно гидролизуется.

Зависимость давления паров от температуры

Температура, °C	65,9	112,0	147,7	174,5	224,0	251,5
Давление паров, кПа	0,1	1,3	5,3	13,3	53,3	101,3

Химические свойства

Схема, отражающая химические свойства бензолсульфохлорида (присутствует опечатка в правом верхнем углу - вместо аминогруппы NH2 в указанном соединении прописана несуществующая по валентности NH3)

• Гидролизуется водой. Медленно в холодной, быстро — при кипячении в присутствии кислот или оснований. При этом образуется бензолсульфокислота и соляная кислота.
• Взаимодействует с водным раствором аммиака или карбоната аммония в присутствии гидроксида или гидрокарбоната натрия с образованием бензолсульфамида.
• Реагирует со спиртами и эфирами, образуя эфиры бензолсульфокислоты — сульфонаты.
• Вступает в реакцию Фриделя-Крафтса. К примеру, с бензолом в присутствии кислоты Льюиса и при нагревании образует дифенилсульфон.
• Мягким восстановлением, например с помощью цинковой пыли или сульфита натрия, переводится в бензолсульфиновую кислоту.
• С помощью азотной кислоты в олеуме нитруется преимущественно в мета-положение.
• При нагревании до 200 °C разлагается с выделением сернистого газа.

Применение

Бензолсульфохлорид используется в качестве сырья для получения бензолсульфамида — исходного вещества для производства различных красителей, лекарственных веществ, а также монохлорамина Б (бензолсульфохлорамида натрия), представляющего собой дезинфицирующее и отбеливающее средство.

Своё применение бензолсульфохлорид нашёл и в органическом синтезе. Он используется в качестве сырья для получения различных алкильных эфиров бензолсульфокислоты, которые используются как мягкие алкилирующие реагенты.

Также используется в качестве одного из реагентов в пробе Хинсберга - качественной реакции для обнаружения первичных, вторичных и третичных аминов. Поэтому бензолсульфохлорид можно назвать реагентом Хинсберга.

Безопасность

Бензолсульфохлорид является горючим малолетучим веществом. Раздражающе воздействует на слизистые оболочки глаз и дыхательных путей, а также на кожу, чем представляет высокую опасность для человека. Не имеет выраженного кумулятивного действия.

В воздухе рабочей зоны производственных помещений рекомендуемая ПДК паров данного вещества составляет 0,3 мг/м³. В воде различных водоёмов санитарно-бытового водопользования ПДК составляет 0,5 мг/л.

Литература

• Химическая энциклопедия / Редкол.: Кнунянц И. Л. и др.. — М.: Советская энциклопедия, 1988. — Т. 1. — 625 с.
• Промышленные хлорорганические продукты / под ред. Л. А. Ошина. — М.: Химия, 1978. — 656 с.
• В.Ф. Травень. Органическая химия. — М.: Академкнига, 2004. — Т. 2. — 582 с. — ISBN 5-94628-172-0.
• Робертс Дж., Касерио М. Основы органической химии / под ред. А. Н. Несмеянова. — М.: Мир, 1978. — Т. 2.
• Справочник химика / Редкол.: Никольский Б.П. и др.. — 3-е изд., испр. — Л.: Химия, 1971. — Т. 2. — 1168 с.