Reed reaction

The Reed reaction is a chemical reaction that utilizes light to oxidize hydrocarbons to alkylsulfonyl chlorides. This reaction is employed in modifying polyethylene to give chlorosulfonated polyethylene (CSPE), which is noted for its toughness.^[1]

Commercial implementations

Polyethylene is treated with a mixture of chlorine and sulfur dioxide under UV-radiation. Vinylsulfonic acid can also be prepared beginning with the sulfochlorination of chloroethane. Dehydrohalogenation of the product gives vinylsulfonyl chloride, which subsequently is hydrolyzed to give vinylsulfonic acid:

ClCH₂CH₃ + SO₂ + Cl₂ → ClCH₂CH₂SO₂Cl + HCl

ClCH₂CH₂SO₂Cl → H₂C=CHSO₂Cl + HCl

CH₂=CHSO₂Cl + H₂O → H₂C=CHSO₃H + HCl

Mechanism

The reaction occurs via a free radical mechanism. UV-light initiates homolysis of chlorine, producing a pair of chlorine atoms:

Chain initiation:

${\displaystyle {\ce {Cl2 ->[h\nu] 2Cl.}}}$

Thereafter a chlorine atom attacks the hydrocarbon chain, freeing hydrogen to form hydrogen chloride and an alkyl free radical. The resulting radical then captures SO₂. The resulting sulfonyl radical attacks another chlorine molecule to produce the desired sulfonyl chloride and a new chlorine atom, which continues the reaction chain. Chain propagation steps:

${\displaystyle {\ce {{R-H}+ .Cl -> {R.}+ HCl}}}$

${\displaystyle {\ce {{R.}+{:}SO2->R-{\dot {S}}O2}}}$

${\displaystyle {\ce {{R-{\dot {S}}O2}+Cl2->{R-SO2-Cl}+Cl.}}}$

See also

• Chain reaction

Historical readings

• Reed, C. F. U.S. Patent 2,046,090; U.S. Patent 2,174,110; U.S. Patent 2,174,492.
• Asinger, Friedrich; Schmidt, Walter; Ebeneder, Franz (1942). "Zur Kenntnis der Produkte der gemeinsamen Einwirkung von Schwefeldioxyd und Chlor auf aliphatische Kohlenwasserstoffe im ultravioletten Licht, I. Mitteil.: Die Produkte der gemeinsamen Einwirkung von Schwefeldioxyd und Chlor auf Propan in Tetrachlorkohlen". Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft (A and B Series). 75: 34–41. doi:10.1002/cber.19420750105.
• Asinger, Friedrich; Ebeneder, Franz; Böck, Erich (1942). "Zur Kenntnis der Produkte der gemeinsamen Einwirkung von Schwefeldioxyd und Chlor auf aliphatische Kohlenwasserstoffe im ultravioletten Licht, II. Mitteil.: Die Produkte der gemeinsamen Einwirkung von Schwefeldioxyd und Chlor auf n-Butan in Tetrachlorkohl". Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft (A and B Series). 75: 42–48. doi:10.1002/cber.19420750106.
• Asinger, Friedrich; Ebeneder, Franz (1942). "Zur Kenntnis der Produkte der gemeinsamen Einwirkung von Schwefeldioxyd und Chlor auf aliphatische Kohlenwasserstoffe im ultravioletten Licht, III. Mitteilung† : Über die Sulfochlorierung von Isobutan und die Isomerenbildung bei der Sulfochlorierung und Chlorierung gasförmiger Kohlenwasserstoffe". Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft (A and B Series). 75 (4): 344–349. doi:10.1002/cber.19420750408. ISSN 1099-0682. Retrieved 2023-02-22.
• Helberger, J. H.; Manecka, G.; Fischer, H. M. (1949). "Zur Kenntnis organischer Sulfonsäuren. II. Mitt.: Die Sulfochlorierung des 1-Chlorbutans und anderer Halogenalkyle; Synthese von Sultonen und eines Sultams". Justus Liebigs Annalen der Chemie. 562: 23–35. doi:10.1002/jlac.19495620104.

References

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• t
• e

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