Авторы: М.В. Пьянков, И.Н.Крутько, Л.И. Рублева
Время и место издания: 15-17 апреля 2005 г., г. Донецк, ДонНТУ. Сборник тезисов, т. 2, с. 156-157
Стерическое влияние орто-алкильных групп при гидролизе аренсульфохлоридов
Алкан- и аренсульфохлориды являются реагентами в процессах обесфеноливания сточных вод ряда производств методом сульфонилирования. В связи с этим исследование их реакционности в водно-органических смесях представляет интерес для выбора оптимальных условий процесса.
С целью получения сведений о влиянии эффектов среды и структуры субстрата на характер переходных состояний в процессах  замещения в производных сульфокислот исследована кинетика нуклеофильного замещения у атома серы сульфогруппы в условиях нейтрального гидролиза в водном диоксане различной  полярности в интервале температур  303-323 К.
 Объекты исследования – ароматические сульфогалогениды общей формулы ХАrSO2Cl, где Х – алкильные заместители в положениях 2-, 2,4- или 2,4,6 – бензольного кольца.
Объекты исследования – ароматические сульфогалогениды общей формулы ХАrSO2Cl, где Х – алкильные заместители в положениях 2-, 2,4- или 2,4,6 – бензольного кольца.
Методы исследования : кислотно-основное титрование, спектрофотометрические измерения.
Выборочные результаты кинетических измерений представлены в таблице.
Таблица 1 - Значения констант скорости kэфф•10-4 (1/с) для гидролиза ХАrSO2Cl в водном диоксане,313 К
| N соединения | X | Растворитель, %(объемн.) диоксана в воде | 
| 60 | 50 | 40 | 0,5, 298К | 
								
| I | 2,4,6-iPr3 | 1,15 | 2,98 | 5,63 | 42,5 | 
	                                     					
| II | 2,6-Me2-4-t-Bu | 11,7 | 29,5 | 74,1 | 882 | 
                                       
| III | 2,6-Me2-4-i-Pr | 12,0 | 32,41 | 70,8 | 858 | 
                                     
| IV | 2,4,6-Me3 | 13,2 | 34,2 | 87,0 | 820 | 
		                                     			
| V | 2-Me | 5,01 | 10,7 | 22,9 | 41,7 | 
                                     
| VI | H | 4,60 | 9,57 | 19,5 | 29,2 | 
			                                     			
| VII | 2,4-Br2 | 6,87 | 15,0 | 25,2 | 22,4 | 
			                                     		
| VIII | 2-NO2 | 35,1 | 46,3 | 60,1 | 24,8 | 
			                                            			
Примечание. Ошибка кинетических измерений не превышает 3%
При увеличении полярных свойств среды ( возрастании содержания протонного компонента смеси) скорость всех исследованных субстратов возрастает, но не в одинаковой мере. Наиболее чувствительны к изменению структуры растворителя соединения, содержащие электронодонорные замещающие группы, наименее – с электроноакцепторными заместителями. Следует отметить, что селективность к составу растворителя особенно ярко выражена для объемных орто-алкильных заместителей, находящихся вблизи реакционного центра.
При дальнейшем увеличении содержания воды в смеси вплоть до 99,5% темп увеличения реакционности субстратов снижается, исключая соединения II-IV (см.табл.1). 4-Br- и 4-NO2 – замещенные соединения демонстрируют даже падение реакционности,причем у (VIII) отношение k40 / k0,5 достигает  2,4 раз. Напротив, для 2,6 -диметилсодержащих сульфохлоридов (II-IV) происходит резкий рост скорости гидролиза более, чем в 10 раз.
        
Подобная неоднородность во влиянии структурных эффектов субстрата можно отнести к изменению стереоэлектронного состояния молекулы в процессе нуклеофильной атаки. Очевидно, что заместители различной природы по разному влияют на конформационные особенности переходного состояния  SN2-типа реакции гидролиза. Кинетические данные табл.1 обработаны по линейным уравнениям.
 где m – параметр чувствительности реакционной серии к эффектам полярности среды (Y). Индексы i и s относятся к структуре субстрата и среды соответственно,  k0 - константы скорости гидролиза в стандартных условиях (80% этанол-водном растворе). N - мольная доля воды в системе, k - гипотетическая константа скорости в чистом диоксане. Результаты приведены в табл.2.
где m – параметр чувствительности реакционной серии к эффектам полярности среды (Y). Индексы i и s относятся к структуре субстрата и среды соответственно,  k0 - константы скорости гидролиза в стандартных условиях (80% этанол-водном растворе). N - мольная доля воды в системе, k - гипотетическая константа скорости в чистом диоксане. Результаты приведены в табл.2.
Таблица 2 - Регрессионные параметры уравнений
| N соединения | M | A | 
					
| I | 0,57 | 5,30 | 
	          	                           					
| II | 0,62 | 4,68 | 
         	                              
| III | 0,60 | 5,53 | 
              	                       
| IV | 0,61 | 5,58 | 
		   	                                  			
| V | 0,45 | 4,35 | 
          	                           
| VI | 0,50 | 4,57 | 
				                                     			
| VII | 0,40 | 3,67 | 
				                                     		
| VIII | 0,19 | 1,73 | 
				                                            			
Примечание. Примечание: s  0,01-0,06 , r  0,99
Субстраты (I-IV) характеризуются повышенной чувствительностью к ионизирующей силе растворителя и, соответственно, большими величинами а по сравнению с n-замещенными производными (табл.2). Известно, что при данных компонентов бинарной смеси структурные особенности растворителя изменяются мало. Отсюда, столь высокое значение а можно отнести за счет повышенной способности к образованию ассоциатов с протонным компонентом среды (Н2О) для алкиларенсульфохлоридов.
По нашему мнению, полученные экспериментальные данные свидетельствуют о сильном специфическом взаимодействии I-IV со смешанным растворителем,а механизм сольватации в этом случае определяется структурными особенностями субстрата.