metyylibentseenin sulfonaatio

Metyylibentseeni on bentseeniä reaktiivisempaa, koska metyyliryhmä pyrkii ”työntämään” elektroneja kohti rengasta. Kuinka tämä lisää reaktionopeutta, on yli UK A-tason – se on hieman monimutkaisempi kuin vain renkaan elektronitiheyden kasvu.

tämän suuremman reaktiivisuuden vaikutus on, että metyylibentseeni reagoi savuavan rikkihapon kanssa 0°C: ssa ja väkevän rikkihapon kanssa, jos niitä kuumennetaan refluksin noin 5 minuuttia.

reaktionopeuteen kohdistuvan vaikutuksen lisäksi metyylibentseenin kanssa on myös mietittävä, mihin sulfonihapporyhmä päätyy renkaaseen suhteessa metyyliryhmään.

Metyyliryhmillä on taipumus ”ohjata&quot uusia ryhmiä renkaan 2 – ja 4 – asemiin (olettaen, että metyyliryhmä on 1 – asemassa). Metyyliryhmien sanotaan olevan 2,4-suuntaisia. Tämän suuntaavan vaikutuksen alkuperä on myös Yhdistyneen kuningaskunnan A-tason ulkopuolella.

näin saadaan seos, joka koostuu pääasiassa kahdesta isomeeristä. 3 – isomeeristä muodostuu vain noin 5-10%.

tärkeimmät reaktiot ovat:

sulfonaatiossa muodostuvien isomeerien tarkka osuus riippuu reaktion lämpötilasta. Lämpötilan noustessa saadaan kasvavassa määrin 4 – isomeeriä ja vähemmän 2-isomeeriä.

Tämä johtuu siitä, että sulfonaatio on reversiibeliä. Sulfonihapporyhmä voi pudota renkaasta uudelleen ja kiinnittyä uudelleen jonnekin muualle. Tämä suosii termodynaamisesti stabiilimman isomeerin muodostumista. Tämä vaihto tapahtuu enemmän korkeammissa lämpötiloissa.

4 – isomeeri on stabiilimpi, koska molekyylissä ei ole sutteroitumista kuten olisi, jos metyyliryhmä ja sulfonihapporyhmä olisivat vierekkäin.

sivuketjun hapetus alkyylibentseeneissä

Alkyylibentseeni on yksinkertaisesti bentseenirengas, johon on kiinnittynyt alkyyliryhmä. Metyylibentseeni on yksinkertaisin alkyylibentseeni.

Alkyyliryhmät kestävät yleensä melko hyvin hapettumista. Kiinnittyessään bentseenirenkaaseen ne kuitenkin hapettuvat helposti kaliummanganaatin(VII) emäksisellä liuoksella (kaliumpermanganaatti).

Metyylibentseeniä kuumennetaan refluksin natriumkarbonaatilla emäksiseksi tehdyllä kaliummanganaatti(VII) – liuoksella. Kaliummanganaatin(VII) violetti väri korvautuu lopulta mangaani(IV) oksidin tummanruskealla sakastalla.

seos happamoidaan lopuksi laimealla rikkihapolla.

kaiken kaikkiaan metyylibentseeni hapetetaan bentsoehapoksi.

mielenkiintoista on, että näissä olosuhteissa mikä tahansa alkyyliryhmä hapettuu takaisin renkaan a-COOH-ryhmäksi. Niinpä esimerkiksi propyylibentseeni hapetetaan myös bentsoehapoksi.