P-Toluolsulfonsäurehydrazid

Strukturformel
Strukturformel des p-Toluolsulfonsäurehydrazids
Allgemeines
Name p-Toluolsulfonsäurehydrazid
Andere Namen
  • Toluol-4-sulfonylhydrazid
  • Toluol-4-sulfonsäurehydrazid
  • 4-Methylbenzol-1-sulfonylhydrazid
  • p-Toluolsulfohydrazid
  • Tosylhydrazid
  • p-Toluolsulfonylhydrazid
  • Toluol-4-sulfohydrazid
Summenformel C7H10N2O2S
Kurzbeschreibung

weißer Feststoff[1]

Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer 1576-35-8
EG-Nummer 216-407-3
ECHA-InfoCard 100.014.917
PubChem 15303
ChemSpider 14566
Wikidata Q27283148
Eigenschaften
Molare Masse 186,23 g·mol−1
Aggregatzustand

fest[2]

Dichte

1,4 g·cm−3[2]

Schmelzpunkt

108–110 °C[1]

Löslichkeit

7,9 g·l−1 (20 °C) in Wasser[2]

Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung[2]
Gefahrensymbol Gefahrensymbol Gefahrensymbol Gefahrensymbol

Gefahr

H- und P-Sätze H: 242​‐​302​‐​315​‐​317​‐​319​‐​341​‐​373​‐​411
EUH: 044
P: 210​‐​235​‐​273​‐​280​‐​370+378​‐​403[2]
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet.
Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen (0 °C, 1000 hPa).

p-Toluolsulfonsäurehydrazid ist eine chemische Verbindung, die als Derivat der p-Toluolsulfonsäure aus der Gruppe der Sulfonsäuren gesehen werden kann. Die Verbindung ist als Reagenz in der organischen Synthesechemie bekannt.[1]

Darstellung und Gewinnung

Die Herstellung erfolgt durch die Umsetzung vom p-Toluolsulfonsäurechlorid mit Hydrazin.[3]

Eigenschaften

p-Toluolsulfonsäurehydrazid bildet weiße Kristalle, die bei 109–110 °C schmelzen.[4] Der Feststoff kristallisiert im monoklinen Kristallsystem in der Raumgruppe P21/n (Raumgruppen-Nr. 14, Stellung 2)Vorlage:Raumgruppe/14.2 mit den Gitterparametern a = 18,6021 Å; b = 5,6406 Å, c = 8,5356 Å und β = 106,222 °.[5][6] Die Verbindung ist thermisch instabil bei erhöhten Temperaturen.[1] Dynamische DSC-Messungen zeigen ab 140 °C eine stark exotherme Zersetzungsreaktion mit einer Zersetzungswärme von −1300 kJ·kg−1 bzw. −242,5 kJ·mol−1 an.[7] Die Zersetzung verläuft autokatalytisch.[8][9] Eine Zersetzung kann schon bei einer Trocknung bei 60 °C oder Lagerung bei erhöhter Temperatur starten. Die Temperatur für eine Induktionszeit der Zersetzung für sieben Tage liegt bei 87 °C.[10]

Verwendung

Die Verbindung ist ein wichtiges Reagenz in der organischen Synthese. Es kann als Quelle des reaktiven Diazens und dessen Folgechemie verwendet werden. Mit Ketonen und Aldehyden kondensiert es zu Hydrazonen, die in weitere reaktive Zwischenprodukte wie Diazoalkane oder Carbene umgewandelt werden können. In 1,3-dipolaren Cycloadditionsreaktionen können N-Heterocyclen hergestellt werden. Ketonhydrazone werden mit milden Reagenzien in einer modifizierten Wolff-Kishner-Reduktion defunktionalisiert.[1] Eine wichtige kommerzielle Anwendung ist die als Aufschäumungsreagenz für Polymere.[11]

Einzelnachweise

  1. ↑ a b c d e A. Richard Chamberlin, James E. Sheppeck, Brian Goess, Chulbom Lee: Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis. 2007, ISBN 978-0-471-93623-7, P-Toluenesulfonylhydrazide, doi:10.1002/047084289X.rt137.pub2.
  2. ↑ a b c d e Eintrag zu Toluol-4-sulfonohydrazid in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 30. Juli 2024. (JavaScript erforderlich)
  3. ↑ p-TOLUENESULFONYLHYDRAZIDE. In: Organic Syntheses. Band 40, 1960, S. 93, doi:10.15227/orgsyn.040.0093.
  4. ↑ Marwa M. Shaaban; Hanan M. Ragab; Kenichi Akaji; Ross P. McGeary; Alaa-Eldin A. Bekhit; Waleed M. Hussein; Julia L. Kurz; Bassma H. Elwakil; Salma A. Bekhit; Tamer M. Ibrahim; Mona A. Mahran; Adnan A. Bekhit: Design, synthesis, biological evaluation and in silico studies of certain aryl sulfonyl hydrazones conjugated with 1,3-diaryl pyrazoles as potent metallo-β-lactamase inhibitors in Bioorg. Chem. 105 (2020) 104386, doi:10.1016/j.bioorg.2020.104386.
  5. ↑ Kenneth D. M. Harris; Maryjane Tremayne; Philip Lightfoot; Peter G. Bruce: Crystal Structure Determination from Powder Diffraction Data by Monte Carlo Methods in J. Amer. Chem. Soc. 116 (1994) 3543–3547, doi:10.1021/ja00087a047.
  6. ↑ Philip Lightfoot; Maryjane Tremayne; Christopher Glidewell; Kenneth D. M. Harris; Peter G. Bruce: Investigation and Rationalisation of Hydrogen Bonding Patterns in Sulfonylamino Compounds and Related Materials: Crystal Structure Determination of Microcrystalline Solids from Powder X-ray Diffraction Data in J. Chem. Soc. Perkin Trans. 2, 1993, 1625–1630, doi:10.1039/P29930001625.
  7. ↑ Kai Li; Mingqi Bai; Jing Dang; Haowen Qu; Chi-Min Shu; Yi Liu: Thermal hazard and decomposition mechanism of p-toluenesulfonyl hydrazide in J. Therm. Anal. Calorim. 149 (2024) 6113–6124, doi:10.1007/s10973-024-13223-3.
  8. ↑ Takashi Kotoyori: Critical ignition temperatures of chemical substances in J. Loss Prev. Proc. Ind. 2 (1989) 16–21.
  9. ↑ Takashi Kotoyori: The self-accelerating decomposition temperature (SADT) of solids of the quasi-autocatalytic decomposition type in J. Hazard. Mat. A 64 (1999) 1–19, doi:10.1016/S0304-3894(98)00242-8.
  10. ↑ P.G. Urben; M.J. Pitt: Bretherick's Handbook of Reactive Chemical Hazards. 8. Edition, Vol. 1, Butterworth/Heinemann 2017, ISBN 978-0-08-100971-0, S. 565.
  11. ↑ Baoming, X.; Huan, H.; Yangyang, H.; Jie, Z.; Zhishan P.; Qiang, T.: Research progress on the synthesis and application of the sulfonyl hydrazides blowing agent in Chem. World 56 (2015) 125–128.