Сульфирование

2,5-ДИМЕТИЛБЕНЗОЛСУЛЬФОНОВАЯ КИСЛОТА
(п-ксилолсульфокислота) (дигидрат)

В трехгорлую колбу объемом 100 мл, снабженную мешалкой и обратным холодильником, вносят 7 г п‑ксилола и 10 мл концентрированной серной кислоты. Колбу помещают на водяную баню и нагревают при 90‑95 °С в течение 15 мин при интенсивном перемешивании реакционной массы. После охлаждения до комнатной температуры реакционную смесь выливают в 18 мл охлажденной до 0 °С воды (с добавлением кусочков льда), затем доводят температуру до ‑10 °С (баня лед + соль), отфильтровывают выпавшую п‑ксилолсульфокислоту на стеклянном фильтре, промывают охлажденным до 5 °С раствором 5 мл концентрированной соляной кислоты в 3 мл воды (готовится под тягой) и тщательно отжимают на фильтре стеклянной пробкой (для более полного удаления жидкости).

Для очистки от примеси серной кислоты полученную п‑ксилолсульфокислоту перекристаллизовывают из 13 мл концентрированной соляной кислоты, разбавленной 8 мл воды (перекристаллизацию проводят под тягой). Осадок сушат в эксикаторе над гидроксидом натрия (для связывания хлороводорода). Выход дигидрата п‑ксилолсульфокислоты около 10 г. Т. пл. 86 °С.

4-МЕТИЛБЕНЗОЛСУЛЬФОНОВАЯ КИСЛОТА
(п-толуолсульфокислота) (моногидрат)

В круглодонную колбу объемом 50 мл, соединенную с насадкой Дина-Старка и обратным холодильником, вносят 12 мл толуола и 2,1 мл концентрированной серной кислоты. В колбу помещают центры кипения и кипятят реакционную смесь в течение 5-6 часов на металлической или песчаной бане, нагреваемой до 160 °С, до прекращения выделения воды. Затем металлическую или песчаную баню убирают, дают массе охладиться и прибавляют к ней 0,7 мл воды, причем продукт реакции тотчас закристаллизовывается. Продукт реакции отфильтровывают на стеклянном фильтре, хорошо отжимая кристаллы стеклянной пробкой. При этом удаляются взятый в избытке толуол и получающаяся в качестве побочного продукта о‑толуолсульфокислота. Полученный гидрат п‑толуолсульфокислоты растворяют в небольшом количестве воды (4,5-5 мл), добавляют активированный уголь, кипятят, фильтруют и охлаждают фильтрат льдом с солью. В сильно охлажденный раствор пропускают газообразный хлористый водород (в вытяжном шкафу, получение – см. приложение 2).

Выделившиеся кристаллы (п‑толуолсульфокислота кристаллизуется с одной молекулой воды) почти белого цвета отфильтровывают на стеклянном фильтре, тщательно отжимают на фильтре стеклянной пробкой (для более полного удаления жидкости). Продукт гигроскопичен, на воздухе поглощает влагу и расплывается. В связи с этим осадок сушат в эксикаторе над гидроксидом натрия (для связывания хлороводорода). Выход около 2,5 г. Т. пл. 104-105 °С.