Propan-1,3-sulton
chemische Verbindung
From Wikipedia, the free encyclopedia
Propan-1,3-sulton ist eine chemische Verbindung aus der Stoffgruppe der Sultone. Es kann als innerer, cyclischer Ester der γ-Hydroxypropansulfonsäure gesehen werden.
| Strukturformel | |||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
 | |||||||||||||||||||
| Allgemeines | |||||||||||||||||||
| Name | Propan-1,3-sulton | ||||||||||||||||||
| Andere Namen |
| ||||||||||||||||||
| Summenformel | C3H6O3S | ||||||||||||||||||
| Kurzbeschreibung |
farblose, kristalline Masse[1] | ||||||||||||||||||
| Externe Identifikatoren/Datenbanken | |||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||
| 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 | |||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||
| Zulassungsverfahren unter REACH |
besonders besorgniserregend: krebserzeugend (CMR)[5] | ||||||||||||||||||
| Toxikologische Daten | |||||||||||||||||||
| Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen (0 °C, 1000 hPa). | |||||||||||||||||||
Darstellung und Gewinnung
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
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][6]
| 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]
Verwendung
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
Eine akute Vergiftung zeichnet sich im Tierversuch durch Apathie, zunehmende Atemnot, blutige Durchfälle, Tremor und Krämpfe aus.[7] Der Tod trat Stunden bis Tage nach einer akuten Vergiftung durch Lungenödeme, schwerste Darmblutungen und Hirnödeme auf.[7] 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.[7]
In einer Vielzahl von Mutagenitätstests erwies es sich als mutagen.[7] Es ist eindeutig kanzerogen und induziert lokale sowie systemische Tumoren.[7] Der Stoff wurde am 17. Dezember 2015 in der Liste der besonders besorgniserregenden Stoffe im Anhang der Gefahrstoffverordnung aufgenommen.[5]
Propan-1,3-sulton ist nach REACH als besonders gefährlicher krebserzeugender Stoff eingestuft und darf nur in geschlossenen Anlagen hergestellt oder verwendet werden.[5]
