Sulfochlorierung

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Als Sulfochlorierung bezeichnet man den Austausch (Substitution) von Wasserstoff durch die Chlorsulfongruppe (SO2Cl) in Alkanen. Diese Reaktion ist eine radikalische Substitution und wird auch als Reed-Reaktion bezeichnet.[1]

Übersichtsreaktion[Bearbeiten]

Alkane reagieren mit einer Mischung aus Schwefeldioxid und Chlor zu Alkylsulfonylchloriden:[2]

Übersichtsreaktion der Reed-Reaktion

Als Nebenprodukt entsteht Chlorwasserstoff.

Reaktionsablauf[Bearbeiten]

Startreaktion[Bearbeiten]

Die Kettenreaktion wird initialisiert durch Zufuhr geeigneter Energie, z. B. Licht. So kommt es zum homolytischen Bindungsbruch der Cl-Cl-Bindung:

Kettenstart der Reed-Reaktion

Das Chlormolekül wird homolytisch gespalten. Das heißt in zwei gleiche Hälften (Chlor-Radikale) geteilt (im Gegensatz zur Heterolyse). Den erzwungenen Bindungsbruch durch elektromagnetische Strahlung bezeichnet man auch als Radiolyse.

Fortpflanzungsreaktionen[Bearbeiten]

Ein Chlorradikal reagiert mit dem Alkan unter Bildung eines Alkylradikals und Chlorwasserstoff:

Kettenfortpflanzung der Reed-Reaktion

Anschließend verbindet sich das Alkylradikal mit dem Schwefeldioxid:

Kettenfortpflanzung der Reed-Reaktion

Zuletzt entsteht das Alkylsulfonylchlorid unter Freisetzung eines neuen Chlorradikals:

Kettenfortpflanzung der Reed-Reaktion

Die Kettenreaktion beginnt von Neuem, d. h. das im letzten Schritt gebildete Chlorradikal reagiert mit dem Alkan unter Bildung eines Alkylradikals und Chlorwasserstoff, usw.

Kettenabbruchreaktionen[Bearbeiten]

Der Kettenabbruch erfolgt durch Rekombination von Radikalen:

Kettenabbruch der Reed-Reaktion

Die überschüssige Energie wird durch Stoßrelaxation abgebaut.

Die grüne eingezeichnete Verbindung steht für die neu geknüpfte Bindung zwischen den Radikalen. Die Sulfochlorierung ist nicht selektiv, d. h. man erhält oft ein Gemisch stellungsisomerer Alkylsulfonylchloride.[3]

Varianten der Reaktion[Bearbeiten]

Unter bestimmten Bedingungen (40–80 °C) erfolgt lediglich eine Chlorierung des Alkans:

\mathrm{R-H\ +\ SO_2Cl_2\ + \Delta T\ \rightarrow\ R-Cl\ +\ SO_2\ +\ HCl}

Anwendung[Bearbeiten]

Die durch diese Reaktion hergestellten Alkylsulfonylchloride sind wichtige Zwischenprodukte bei der technischen Synthese von Detergentien.

Siehe auch[Bearbeiten]

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. Sulfochlorierung. In: Römpp Online. Georg Thieme Verlag, abgerufen am 15. Juni 2014.
  2. Brockhaus ABC Chemie, VEB F. A. Brockhaus Verlag Leipzig 1965, S. 1364.
  3. Z. Wang: Comprehensive Organic Name Reactions and Reagents, 3 Volume Set. John Wiley & Sons, Hoboken, New Jersey 2009, ISBN 978-0-471-70450-8, S. 2311.