Propan-1,3-sulton

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Strukturformel
Struktur von Propan-1,3-sulton
Allgemeines
Name Propan-1,3-sulton
Andere Namen
  • 1,3-Propansulton
  • Propio-1,3-sulton
  • 1,2-Oxathiolan-2,2-dioxid
  • 3-Hydroxypropan-1-sulfonsäure-γ-sulton
  • Propan-1-sulfonsäure-3-hydroxysulton
Summenformel C3H6O3S
Kurzbeschreibung

farblose, kristalline Masse[1]

Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer 1120-71-4
EG-Nummer 214-317-9
ECHA-InfoCard 100.013.017
Wikidata Q1933902
Eigenschaften
Molare Masse 122,14 g·mol−1
Aggregatzustand

fest

Dichte
  • 1,392 g·cm−3 (25 °C)[2]
  • 1,39 g·cm−3 (40 °C)[1]
Schmelzpunkt

31 °C[1][3][2]

Siedepunkt

96 °C (0,13 kPa)[1]

Dampfdruck

0,48 Pa (20 °C)[1]

Löslichkeit
  • sehr gering in Wasser (0,025 Mol% bei 25 °C, langsame Hydrolyse)[3]
  • gut löslich in Alkoholen, Ketonen und aromatischen Kohlenwasserstoffen[1][3]
  • schwer löslich in aliphatischen Lösungsmitteln[3]
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung aus Verordnung (EG) Nr. 1272/2008 (CLP),[4] ggf. erweitert[2]
06 – Giftig oder sehr giftig 08 – Gesundheitsgefährdend

Gefahr

H- und P-Sätze H: 301​‐​312​‐​350
P: 201​‐​263​‐​264​‐​280​‐​308+313​‐​321​‐​322​‐​405​‐​501 [2]
Zulassungs­verfahren nach REACH

besonders besorgnis­erregend[5]: krebs­erzeugend (CMR)

Toxikologische Daten

100 mg·kg−1 (LD50Ratteoral)[2]

Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.
Vorlage:Infobox Chemikalie/Summenformelsuche vorhanden

Propan-1,3-sulton ist eine chemische Verbindung aus der Stoffgruppe der Sultone. Es kann als innerer, cyclischer Ester der γ–Hydroxypropansulfonsäure gesehen werden.

Darstellung und Gewinnung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Die Synthese der Verbindung erfolgt in zwei Schritten. Im ersten Schritt wird durch eine radikalische Addition von Natriumhydrogensulfit an Allylalkohol in Gegenwart von Luftsauerstoff oder von Peroxiden als Initiatoren Natrium-3-hydroxypropansulfonat hergestellt. Die Zielverbindung erhält man im zweiten Schritt durch saure Dehydratisierung der Zwischenverbindung.[1] Eine weitere Synthese startet mit einer Reed-Reaktion mit n-Propylchlorid, Chlor und Schwefeldioxid. Das resultierende γ-Chlorpropansulfonsäurechlorid wird zur freien Säure hydrolysiert und anschließend unter Chlorwasserstoffabgabe zyklisiert.[3]

Eigenschaften[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Propan-1,3-sulton ist eine farblose, kristalline Masse, die bei 31 °C schmilzt. Die Verbindung kann nur unter reduziertem Druck verdampft werden. In der Hitze erfolgt die Zersetzung der Substanz.[2]

Siedetemperaturen unter reduziertem Druck[3]
Druck in mbar 1,33 6,67 13,32 40
Siedetemperatur in °C 100 134 150 180

In Wasser ist die Verbindung nur gering löslich. Bei 25 °C lösen sich 0,025 mol%, bei 70 °C 0,062 mol% in Wasser.[3] Umgekehrt lösen sich bei 25 °C 0,75 mol%, bei 70 °C 0,475 mol% Wasser in Propan-1,3-sulton.[3] In Wasser erfolgt eine langsame Hydrolyse, die sich mit zunehmender Temperatur beschleunigt.[3] Als Produkt der Reaktion mit Wasser entsteht 3-Hydroxypropansulfonsäure.

Hydrolyse von Propan-1,3-sulton

Die Hydrolysereaktion kann bei Wasserüberschuss als Reaktion erster Ordnung gesehen werden, deren Halbwertszeiten bezüglich der Propan-1,3-sultonkonzentration bestimmt worden sind.[3][6]

Hydrolysegeschwindigkeit[3][6]
Temperatur in °C 20 30 40 70
Halbwertszeit in h 14,8 4,8 1,6 0,11

Die Umsetzung der Verbindung mit Alkoholen oder Alkoholaten ergibt die entsprechenden 3-Alkoxypropansulfonsäuren.[3] Propan-1,3-sulton wirkt gegenüber vielen Stoffen als Alkylierungsmittel. So werden mit Harnstoff oder Thioharnstoff die O- bzw. S-alkylierten Produkte gebildet. Mit Carbonsäuren resultieren 3-Sulfopropylester. In Gegenwart von Aluminiumchlorid gelingt die Friedel-Crafts-Alkylierung von Aromaten.[3]

Verwendung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Die Verbindung kann zur Herstellung von Polyethersulfonen und speziellen, zwitterionischen Polymeren verwendet werden.[1] Zudem ist sie Bestandteil von Batterieelektrolyten und photographischen Materialien.[1] In der organischen Chemie wird sie Ausgangsverbindung für die Synthese von Sultainen, Sulfobetainen, Heterocyclen und anderen sulfonylfunktionalisierten Verbindungen genutzt.[1]

Gesundheitsgefahren[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Propan-1,3-sulton ist nach REACH als besonders gefährlicher krebserzeugender Stoff eingestuft und darf nur in geschlossenen Anlagen hergestellt oder verwendet werden.[5]

Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. a b c d e f g h i j Eintrag zu Propan-1,3-sulton. In: Römpp Online. Georg Thieme Verlag, abgerufen am 13. Juni 2014.
  2. a b c d e f Eintrag zu 1,3-Propansulton in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 8. Januar 2018 (JavaScript erforderlich).
  3. a b c d e f g h i j k l m Fischer, R.F.: Propanesultone. In: Ind. Eng. Chem. 56 (1964) 41–45, doi:10.1021/ie50651a008.
  4. Eintrag zu 1,3-propanesultone im Classification and Labelling Inventory der Europäischen Chemikalienagentur (ECHA), abgerufen am 1. Februar 2016. Hersteller bzw. Inverkehrbringer können die harmonisierte Einstufung und Kennzeichnung erweitern.
  5. a b Eintrag zu CAS-Nr. 1120-71-4 in der SVHC-Liste der Europäischen Chemikalienagentur, abgerufen am 19. August 2016.
  6. a b Bordwell, F.G.; Osborne, E.; Chapman, D.: The Hydrolysis of Sultones. The Effect of Methyl Groups on the Rates of Ring-opening Solvolyses in J. Am. Chem. Soc. 81 (1959) 2698-2705, doi:10.1021/ja01520a029.