Bernsteinsäureanhydrid
- Wikipedia:Vom Gesetzgeber eingestufter Gefahrstoff
- Gesundheitsschädlicher Stoff
- Carbonsäureanhydrid
- Oxolan
Strukturformel | |||||||||||||||
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Allgemeines | |||||||||||||||
Name | Bernsteinsäureanhydrid | ||||||||||||||
Andere Namen |
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Summenformel | C4H4O3 | ||||||||||||||
CAS-Nummer | 108-30-5 | ||||||||||||||
PubChem | 7922 | ||||||||||||||
Kurzbeschreibung |
farblose, stechend riechende Nadeln/Kristalle[1] | ||||||||||||||
Eigenschaften | |||||||||||||||
Molare Masse | 100,07 g·mol−1 | ||||||||||||||
Aggregatzustand |
fest[1] | ||||||||||||||
Dichte | |||||||||||||||
Schmelzpunkt | |||||||||||||||
Siedepunkt |
261 °C[1] | ||||||||||||||
Dampfdruck | |||||||||||||||
Löslichkeit | |||||||||||||||
Sicherheitshinweise | |||||||||||||||
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LD50 |
1510 mg·kg−1 (oral, Ratte)[1] | ||||||||||||||
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen. |
Bernsteinsäureanhydrid ist eine heterozyklische organische chemische Verbindung und das Säureanhydrid der Bernsteinsäure.
Gewinnung und Darstellung
Bernsteinsäureanhydrid kann durch Reaktion von Bernsteinsäure und Essigsäureanhydrid, Acetylchlorid oder Phosphoroxychlorid gewonnen werden.[5] Auch bei Erhitzung von Bernsteinsäure über 200 °C bildet sich Bernsteinsäureanhydrid.[6] Die Verbindung kann auch durch die katalytische Hydrierung von Maleinsäureanhydrid erhalten werden.[7]
Eigenschaften
Physikalische Eigenschaften
Bernsteinsäureanhydrid ist ein weißer brennbarer Feststoff, der bei 119–120 °C schmilzt.[8] Bei Normaldruck siedet die Verbindung bei 261 °C.[9] Im Vakuum sublimiert die Verbindung.[6] Die Dampfdruckfunktion ergibt sich nach Antoine entsprechend log10(P) = A−(B/(T+C)) (P in bar, T in K) mit A = 3,65221, B = 1433,874 und C = −144,107 im Temperaturbereich von 365 K bis 534 K.[10] Die Löslichkeit in Wasser beträgt bei 20 °C 67 g·l−1 Dabei erfolgt eine langsame Hydrolyse. Die wässrige Lösung reagiert sauer.[1] In aromatischen Kohlenwasserstoffen sind die Löslichkeiten relativ gering. Sie betragen in Toluol 10 g·l−1, in Styrol 11 g·l−1, in Ethylbenzol 8 g·l−1 und in Cumol 5 g·l−1.[11] Die Bildungswärme des Feststoffes beträgt −608,6 kJ·mol−1.[12] Für die Verbrennungswärme wurde ein Wert von −1537,1 kJ·mol−1 bestimmt.[12]
Dampfdruckfunktion von Bernsteinsäureanhydrid
Chemische Eigenschaften
Bernsteinsäureanhydrid kann in Gegenwart von Natronlauge zur Bernsteinsäure hydrolysiert werden. In Dioxan/Wasser wurde bei 30 °C eine Reaktionswärme von −46,86 kJ·mol−1 bestimmt.[13] Die Umsetzung mit Alkoholen ergibt die entsprechenden Bernsteinsäurehalbester.[14] Die Verbindung kann als Reagenz für Friedel-Crafts-Acylierungen dienen. Die Umsetzung mit Benzol ergibt hier die γ–Oxocarbonsäure β–Benzoylpropionsäure.[15] Aus Grignard-Verbindungen und Bernsteinsäureanhydrid können ebenfalls einfach γ–Oxocarbonsäureester erhalten werden.[16] Die Umsetzung mit Ammoniak bei höheren Temperaturen ergibt das Succinimid.[17] Bei höheren Temperaturen ist der Stoff brennbar, aber er reagiert mit brandfördernden Stoffen sehr heftig. Die Schmelze bildet entzündbare Dampf-Luft-Gemische. Der Flammpunkt beträgt 157 °C.[1]
Gesundheitsgefahren
Die Folgen bei Berührung oder Einatmung des Bernsteinsäureanhydrid sind Reizungen der Haut und Atemwege, wobei die Schleimhäute sich entzünden können.[1] Die Verbindung wurde als Komponente im Hauptstrom einer filterlosen Zigarette nachgewiesen.[18]
Verwendung
Bernsteinsäureanhydrid wird als Synthesechemikalie für andere chemische Verbindungen verwendet[1], wie z.B. in den mehrstufigen Synthesen von Tetralon, 1-Naphthol, Tetralin und Naphthalin[18] sowie von N-Chlor– und N-Bromsuccinimid.[17] Die industrielle Herstellung von Citraconsäureanhydrid (Methylmaleinsäureanhydrid) erfolgt durch Umsetzung von Bernsteinsäureanhydrid mit Formaldehyd.[7] Die Verbindung ist (formal) eine Ausgangsverbindung für alkyliertes Bernsteinsäureanhydrid, das in der Papierindustrie als Leimungsmittel verwendet wird. Die Synthese erfolgt allerdings über Maleinsäureanhydrid und einem langkettigen Alken.
Literatur
- Kühn, Birett: Merkblätter gefährlicher Arbeitsstoffe. Ecomed, Landsberg, 1986, Erg. Lfg.
Einzelnachweise
- ↑ 1,00 1,01 1,02 1,03 1,04 1,05 1,06 1,07 1,08 1,09 1,10 1,11 1,12 Eintrag zu CAS-Nr. 108-30-5 in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 27.04.2010 (JavaScript erforderlich).
- ↑ Datenblatt Bernsteinsäureanhydrid bei Merck, abgerufen am 27. April 2010.
- ↑ 3,0 3,1 Eintrag aus der CLP-Verordnung zu CAS-Nr. 108-30-5 in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA (JavaScript erforderlich)
- ↑ Seit 1. Dezember 2012 ist für Stoffe ausschließlich die GHS-Gefahrstoffkennzeichnung zulässig. Bis zum 1. Juni 2015 dürfen noch die R-Sätze dieses Stoffes für die Einstufung von Zubereitungen herangezogen werden, anschließend ist die EU-Gefahrstoffkennzeichnung von rein historischem Interesse.
- ↑ Fieser, L.F.; Martin, E.L.; Shriner, R.L.; Struck, H.C.: Succinic anhydride. In: Organic Syntheses. Coll. Vol. 2, p. 560 (1943); Vol. 12, p. 66 (1932); PDF.
- ↑ 6,0 6,1 Arnold Willmes; Taschenbuch Chemische Substanzen: Elemente - Anorganika - Organika - Naturstoffe - Polymere; ISBN 978-3-8171-1787-1.
- ↑ 7,0 7,1 Lohbeck, K.; Haferkorn, H.; Fuhrmann, W.; Fedtke, N.: Maleic and Fumaric Acids in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry,Wiley-VCH Verlag GmbH & Co KGaA, Weinheim 2005. doi:10.1002/14356007.a16_053.
- ↑ Mclean, A.; Adams, R.: Succinic-α-d2,α'-d2, Acid and Its Derivatives in J. Am. Chem. Soc. 58 (1936) 804–810. doi:10.1021/ja01296a038.
- ↑ CRC Handbook of Data on Organic Compounds, 2nd Edition, Weast ,R.C and Grasselli, J.G., ed(s)., CRC Press, Inc., Boca Raton, FL, 1989, 1.
- ↑ Stull, D.R.: Vapor Pressure of Pure Substances Organic Compounds in Ind. Eng. Chem. 39 (1947) 517–540, doi:10.1021/ie50448a022.
- ↑ Bartlett, P.D.; Nozaki, K.: The Polymerization of Allyl Compounds. III. The Peroxide-induced Copolymerization of Allyl Acetate with Maleic Anhydride in J. Am. Chem. Soc. 68 (1946) 1495–1504, doi:10.1021/ja01212a033.
- ↑ 12,0 12,1 Yan, Y.M.; Pilcher, G.: Enthalpies of combustion of succinic anhydride, glutaric anhydride, and glutarimide in J. Chem. Thermodyn. 22 (1990) 893–898, doi:10.1016/0021-9614(90)90177-R.
- ↑ Conn, J.B.; Kistiakowsky, G.B.; Roberts, R.M.; Smith, E.A.: Heats of organic reactions. XIII. Heats of hydrolysis of some acid anhydrides in J. Am. Chem. Soc. 64 (1942) 1747–1752, doi:10.1021/ja01260a001.
- ↑ Cason, J.: β–Carbomethoxypropionyl chloride. In: Organic Syntheses. Coll. Vol. 3, p. 169 (1955); Vol. 25, p. 19 (1945); PDF.
- ↑ Somerville, L.F.; Allen, C.F.H.: β–Benzoylpropionic acid. In: Organic Syntheses. Coll. Vol. 2, p. 81 (1943); Vol. 13, p. 12 (1933); PDF.
- ↑ Hauptmann, S.; Graefe, J.; Remane, H.: Lehrbuch der Organischen Chemie, Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie, Leipzig 1980, S. 421.
- ↑ 17,0 17,1 Hauptmann, S.; Graefe, J.; Remane, H.: Lehrbuch der Organischen Chemie, Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie, Leipzig 1980, S. 407.
- ↑ 18,0 18,1 Römpp Chemie Lexikon, 9. Auflage, Georg Thieme Verlag, 1995.