Propan-1,3-sulton
| Strukturformel | |||||||||||||||||||
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| Allgemeines | |||||||||||||||||||
| Name | Propan-1,3-sulton | ||||||||||||||||||
| Andere Namen |
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| Summenformel | C3H6O3S | ||||||||||||||||||
| Kurzbeschreibung |
farblose, kristalline Masse[1] | ||||||||||||||||||
| Externe Identifikatoren/Datenbanken | |||||||||||||||||||
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| Eigenschaften | |||||||||||||||||||
| Molare Masse | 122,14 g·mol−1 | ||||||||||||||||||
| Aggregatzustand |
fest | ||||||||||||||||||
| Dichte | |||||||||||||||||||
| Schmelzpunkt | |||||||||||||||||||
| Siedepunkt |
96 °C (1,3 hPa)[1] | ||||||||||||||||||
| Dampfdruck |
0,48 Pa (20 °C)[1] | ||||||||||||||||||
| Löslichkeit | |||||||||||||||||||
| Sicherheitshinweise | |||||||||||||||||||
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| Zulassungsverfahren unter REACH |
besonders besorgniserregend: krebserzeugend (CMR)[6] | ||||||||||||||||||
| Toxikologische Daten | |||||||||||||||||||
| Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen (0 °C, 1000 hPa). | |||||||||||||||||||
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]
| Druck / mbar | 1,33 | 6,67 | 13,32 | 40 |
| Siedetemperatur / °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.
Die Hydrolysereaktion kann bei Wasserüberschuss als Reaktion erster Ordnung gesehen werden, deren Halbwertszeiten bezüglich der Propan-1,3-sultonkonzentration bestimmt worden sind.[3][7]
| Temperatur / °C | 20 | 30 | 40 | 70 |
| Halbwertszeit / 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]
Toxikologische Eigenschaften
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]Eine akute Vergiftung zeichnet sich im Tierversuch durch Apathie, zunehmende Atemnot, blutige Durchfälle, Tremor und Krämpfe aus.[8] Der Tod trat Stunden bis Tage nach einer akuten Vergiftung durch Lungenödeme, schwerste Darmblutungen und Hirnödeme auf.[8] LD50-Werte sind für die orale Aufnahme an der Ratte (157–350 mg/kg KG) und für die intravenöse Gabe (210 mg/kg KG) beschrieben.[8]
In einer Vielzahl von Mutagenitätstests erwies es sich als mutagen.[8] Es ist eindeutig kanzerogen und induziert lokale sowie systemische Tumoren.[8]
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.[6]
Einzelnachweise
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]- ↑ 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.
- ↑ a b c d e f Eintrag zu 1,3-Propansulton in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 8. Januar 2020. (JavaScript erforderlich)
- ↑ a b c d e f g h i j k l m R. F. Fischer: PROPANESULTONE. In: Industrial & Engineering Chemistry. Band 56, Nr. 3, 1. März 1964, S. 41–45, doi:10.1021/ie50651a008.
- ↑ 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.
- ↑ Datenblatt 1,3-Propansulton bei Sigma-Aldrich, abgerufen am 25. Januar 2020 (PDF).
- ↑ a b Eintrag in der SVHC-Liste der Europäischen Chemikalienagentur, abgerufen am 19. August 2016.
- ↑ a b F. G. Bordwell, C. Edward Osborne, Richard D. Chapman: The Hydrolysis of Sultones. The Effect of Methyl Groups on the Rates of Ring-opening Solvolyses. In: Journal of the American Chemical Society. Band 81, Nr. 11, 1. Juni 1959, S. 2698–2705, doi:10.1021/ja01520a029.
- ↑ a b c d e Manfred Metzler, Frank J. Hennecke: Toxikologie für Naturwissenschaftler und Mediziner Stoffe, Mechanismen, Prüfverfahren. 3., überarb. und aktualisierte Auflage. Weinheim 2005, ISBN 978-3-527-30989-4, S. 267–268.