Sulfonierung [Archiv] - ChemieOnline Forum

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nobody

31.01.2001, 15:26

So, wir haben letztens in Chemie die Sulfonierung von Benzol besprochen und mein Chemielehrer hat mich ziemlich verwirrt. http://www.studenten-city.de/forum/smilies/tard.gif
Is' ja alles schön und gut, dass bei der Reaktion Benzolsulfonsäure entsteht. Aber er meinte, dass im sigma-Komplex die SO3--Gruppe mesomeriestabilisiert sei. Wieso kann es denn dann nicht möglich sein, dass das Proton, das abgespalten wird, an das Dehydrogensulfat in dem Gemisch gebunden wird und die Schwefelsäure somit als Katalysator reagiert. http://www.studenten-city.de/forum/smilies/mad.gif
Sollte die SO3--Gruppe wirklich mesomeriestabilisiert sein (und das bezweifel ich sehr stark) dann wäre es doch energetisch viel günstiger, wenn das Proton sich nicht an das negativ geladene O-Atom binden würde. Oder irre ich mich?
Kann es denn nicht auch einfach sein, dass die SO3--Gruppe nicht mesomeriestabilisiert ist, denn mein Chemielehrer war sich auch nicht so sicher.

minutemen

31.01.2001, 15:58

jaja, da fuchteln wieder grenzstrukturwahnsinnige mit ihrer mesomerie herum und tragen nur zur verwirrung bei. natürlich kann man auch für die -SO3--gruppe im sigma-komplex eine mesomerie annehmen, welche die ladung über die 3 O's verschmiert. dadurch wird aber der komplex nicht gegenüber den ausgangs- und endprodukten stabilisiert. der sigmakomplex ist und bleibt (neben den übergangszuständen) der energetisch ungünstigste zustand, der entweder durch deprotonierung zur sulfonsäure oder durch abgang des elektrophils SO3 zurück zum benzen weiterreagiert - bedenke ids. den energiegewinn sowohl durch aufhebung der ladungstrennung alsauch rückbildung des aromatischen systems, sogar entropisch könnte man begründungen finden.

[Dieser Beitrag wurde von minutemen am 31.01.2001 editiert.]

nobody

01.02.2001, 08:48

ich möchte nur zu einem Teil des Themas meinen Senf dazugeben. Grenzstrukturwahnsinnige ist nicht der richtige Ausdruck. Es ist das einzige Modell, das auch einem normalen Chemiker sehr viel hilft,z.B. beim Sigma-Komplex (z.B. sind Meisenheimersalze ein schönes Beispiel): Es erklärt, wie und wo die positive Ladung stabilisiert wird und wann es zu o/p- oder meta-Substitution kommt. Erkläre das bitte mal quatenchemisch. Im Übergangszustand besteht zwischen der SO3(-)-Gruppe und dem Kern natürlich keine Mesomeriemöglichkeit. Die positive Ladung im Ring stabilisiert sich dort und mit ev. vorhandenen Substituenten schlechter (NO2) oder besser (Me). Die SO3(-)-Gruppe ist als solche mesomeriestabilisert. Daher ist H2SO4 auch eine so starke Säure.

minutemen

01.02.2001, 10:14

iss ja richtig. der wahnsinn tritt nur dann zutage, wenn mit mesomerie dort was gezeigt werden soll, wo sie zwar da ist - und zwar stark (eben in -SO3-) - aber überhaupt nix zur sache tut, da der nächste schritt (i.s. einer sulfonierung), unbeeindruckt von dieser mesomerie, eben die deprotonierung/rearomatisierung ist. dem abgehenden proton ist es egal, an welche base es 'andockt' - hier ist übrigens der nächste punkt: es liegt nicht zwangsläufig ein intramolekularer protonübergang vor.

indem man nicht klar aufzeigt, wo mesomerie für den mechanismus eine rolle spielt, trägt man nur zur verwirrung bei, wie die frage zeigte.

[Dieser Beitrag wurde von minutemen am 01.02.2001 editiert.]

nobody

01.02.2001, 14:52

Original erstellt von minutemen:
- hier ist übrigens der nächste punkt: es liegt nicht zwangsläufig ein intramolekularer protonübergang vor.

Hmmm. Und wieso sagt mir mein Lehrer das nicht einfach?! Damit hätte ich mich schon zufrieden gegeben.
Also kann sich das Proton eben doch an ein Dehydrogensulfatanion binden, richtig? Aber wahrscheinlich wird es "tatsächlich" so aussehen, dass vorwiegend eine intramolekulare Protolyse stattfindet. Right?

Und wie sieht es dann mit der Verteilung (oder wie du es so schön ausgedrückt hast @minuteman: mit dem Verschmieren) der pi-elektronen in der SO3--Gruppe aus?

[Dieser Beitrag wurde von Bina am 01.02.2001 editiert.]

minutemen

01.02.2001, 15:43

Dehydrogensulfatanion...schmunzel... du meinst sicher hydrogensulfat-anion HSO4-, oder? das -SO3--anion heißt sulfonat - wie auch die salze von sulfonsäuren.

ja, irgendetwas, was als base auftritt - das mag hydrogensulfat sein, eine deprotonierte sulfongruppe, freies SO3... zu wieviel prozent ein intramolekularer protonenübergang stattfindet, ist irrelevant. das proton ist viel zu beweglich, als das ich das klären will - also: unwichtig. der einfachheit halber tu so, als sei es so - falsch kann das nicht sein. Und wie sieht es dann mit der Verteilung (oder wie du es so schön ausgedrückt hast @minuteman: mit dem Verschmieren) der pi-elektronen in der SO3--Gruppe aus? alle 3 O's sind äquivalent, also chemisch ununterscheidbar. der begriff verschmieren ist durchaus gebräuchlich und trifft die realität am ehesten.

[Dieser Beitrag wurde von minutemen am 01.02.2001 editiert.]