Propan-1,3-sulton

Strukturformel
Struktur von Propan-1,3-sulton
Allgemeines
Name	Propan-1,3-sulton
Andere Namen	1,2-Oxathiolan-2,2-dioxid (IUPAC) 1,3-Propansulton Propio-1,3-sulton 3-Hydroxypropan-1-sulfonsäure-γ-sulton Propan-1-sulfonsäure-3-hydroxysulton
Summenformel	C3H6O3S
Kurzbeschreibung	farblose, kristalline Masse<ref name="Römpp" />
Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer Vorlage:CASRN EG-Nummer 214-317-9 ECHA-InfoCard 100.013.017 PubChem 14264 ChemSpider 13626 DrugBank Wikidata [[:d:|]]
Eigenschaften
Molare Masse	122,14 g·mol−1
Aggregatzustand	fest
Dichte	1,392 g·cm−3 (40 °C)<ref name="GESTIS" /> 1,39 g·cm−3 (40 °C)<ref name="Römpp">Eintrag zu Propan-1,3-sulton. In: Römpp Online. Georg Thieme VerlagVorlage:Abrufdatum</ref>
Schmelzpunkt	31 °C<ref name="Römpp" /><ref name="Fischer">R. F. Fischer: PROPANESULTONE. In: Industrial & Engineering Chemistry. Band 56, Nr. 3, 1. März 1964, S. 41–45, doi:10.1021/ie50651a008. </ref><ref name="GESTIS" />
Siedepunkt	96 °C (1,3 hPa)<ref name="Römpp" />
Dampfdruck	0,48 Pa (20 °C)<ref name="Römpp" />
Löslichkeit	sehr gering in Wasser (0,025 Mol-% bei 25 °C, langsame Hydrolyse)<ref name="Fischer" /> gut löslich in Alkoholen, Ketonen und aromatischen Kohlenwasserstoffen<ref name="Römpp" /><ref name="Fischer" /> schwer löslich in aliphatischen Lösungsmitteln<ref name="Fischer" />
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung aus Verordnung (EG) Nr. 1272/2008 (CLP),<ref name="CLP_100.013.017">Eintrag zu 1,3-propanesultone in der Datenbank ECHA CHEM der Europäischen Chemikalienagentur (ECHA)Vorlage:Abrufdatum Hersteller bzw. Inverkehrbringer können die harmonisierte Einstufung und Kennzeichnung erweitern.</ref> ggf. erweitert<ref name="GESTIS">Eintrag zu 1,3-Propansulton in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFAVorlage:Abrufdatum (JavaScript erforderlich)</ref> Gefahr H- und P-Sätze H: 301​‐​311​‐​332​‐​315​‐​318​‐​341​‐​350 P: 201​‐​260​‐​280​‐​303+361+353​‐​305+351+338​‐​308+313<ref name="GESTIS" />
Zulassungs­verfahren unter REACH	besonders besorgnis­erregend: krebs­erzeugend (CMR)<ref name="SVHC_100.013.017">Eintrag in der SVHC-Liste der Europäischen ChemikalienagenturVorlage:Abrufdatum</ref>
Toxikologische Daten	100 mg·kg−1 (LD50, Ratte, oral)<ref name="GESTIS" />
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

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.<ref name="Römpp" /> 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.<ref name="Fischer" />

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.<ref name="GESTIS" />

Siedetemperaturen unter reduziertem Druck<ref name="Fischer" />

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.<ref name="Fischer" /> Umgekehrt lösen sich bei 25 °C 0,75 Mol-%, bei 70 °C 0,475 Mol-% Wasser in Propan-1,3-sulton.<ref name="Fischer" /> In Wasser erfolgt eine langsame Hydrolyse, die sich mit zunehmender Temperatur beschleunigt.<ref name="Fischer" /> Als Produkt der Reaktion mit Wasser entsteht 3-Hydroxypropansulfonsäure.

Hydrolyse von Propan-1,3-sulton

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.<ref name="Fischer" /><ref name="Bordwell">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. </ref>

Hydrolysegeschwindigkeit<ref name="Fischer" /><ref name="Bordwell" />

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.<ref name="Fischer" /> 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.<ref name="Fischer" />

Verwendung

Die Verbindung kann zur Herstellung von Polyethersulfonen und speziellen, zwitterionischen Polymeren verwendet werden.<ref name="Römpp" /> Zudem ist sie Bestandteil von Batterieelektrolyten und photographischen Materialien.<ref name="Römpp" /> In der organischen Chemie wird sie Ausgangsverbindung für die Synthese von Sultainen, Sulfobetainen, Heterocyclen und anderen sulfonylfunktionalisierten Verbindungen genutzt.<ref name="Römpp" />

Gesundheitsgefahren

Eine akute Vergiftung zeichnet sich im Tierversuch durch Apathie, zunehmende Atemnot, blutige Durchfälle, Tremor und Krämpfe aus.<ref name=":0">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. </ref> Der Tod trat Stunden bis Tage nach einer akuten Vergiftung durch Lungenödeme, schwerste Darmblutungen und Hirnödeme auf.<ref name=":0" /> 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.<ref name=":0" />

In einer Vielzahl von Mutagenitätstests erwies es sich als mutagen.<ref name=":0" /> Es ist eindeutig kanzerogen und induziert lokale sowie systemische Tumoren.<ref name=":0" /> Der Stoff wurde am 17. Dezember 2015 in der Liste der besonders besorgniserregenden Stoffe im Anhang der Gefahrstoffverordnung aufgenommen.<ref name="SVHC_100.013.017" />

Propan-1,3-sulton ist nach REACH als besonders gefährlicher krebserzeugender Stoff eingestuft und darf nur in geschlossenen Anlagen hergestellt oder verwendet werden.<ref name="SVHC_100.013.017" />

Weblinks

Commons: Propan-1,3-sulton – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Einzelnachweise

<references />