Thietan

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Strukturformel
Strukturformel des Thietans
Allgemeines
Name Thietan
Andere Namen
  • Thiacyclobutan
  • Trimethylensulfid
Summenformel C3H6S
CAS-Nummer 287-27-4
PubChem 9251
Kurzbeschreibung

farblose Flüssigkeit [1]

Eigenschaften
Molare Masse 74,14 g·mol−1
Aggregatzustand

flüssig

Dichte

1,028 g·cm−3 (20 °C) [2]

Schmelzpunkt

−73 °C[2]

Siedepunkt

94 °C[2]

Dampfdruck

199 hPa (48 °C)[3]

Löslichkeit

löslich in Ethanol, Benzol[2]

Brechungsindex

1,510 bei 20 °C[1]

Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung [1]
02 – Leicht-/Hochentzündlich 07 – Achtung

Gefahr

H- und P-Sätze H: 225-302
P: 210 [1]
EU-Gefahrstoffkennzeichnung [4][1]
Leichtentzündlich Gesundheitsschädlich
Leicht-
entzündlich
Gesundheits-
schädlich
(F) (Xn)
R- und S-Sätze R: 11-22
S: 16
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen. Brechungsindex: Na-D-Linie, 20 °C
Vorlage:Infobox Chemikalie/Summenformelsuche vorhanden

Thietan, auch Trimethylensulfid genannt, ist der einfachste schwefelhaltige gesättigte viergliedrige Heterocyclus.

Darstellung

Thietan kann in sehr schlechter Ausbeute aus der Reaktion zwischen 1,3-Dioxan-2-on und Kaliumthiocyanat gewonnen werden. Als Nebenprodukte entstehen Kaliumcyanat und Kohlenstoffdioxid.[5]

$ \mathrm {C_{4}H_{6}O_{3}+\ KSCN\longrightarrow \ C_{3}H_{6}S+\ KOCN+\ CO_{2}} $

Ein besserer Syntheseweg ist durch die Reaktion zwischen 1,3-Dibrompropan und Natriumsulfid gegeben.[6]

$ \mathrm {Br-(CH_{2})_{3}-Br+\ Na_{2}S\longrightarrow \ C_{3}H_{6}S+2\ NaBr} $

Eigenschaften

Thietan ist ein farblose, unangenehm riechende Flüssigkeit[2], die unter Normaldruck bei 94,8 °C siedet.[7] Die Dampfdruckfunktion ergibt sich nach Antoine entsprechend log10(P) = A−(B/(T+C)) (P in bar, T in K) mit A = 4,14157, B = 1321,331 und C = −48.637 im Temperaturbereich von 321,5 bis 404,8 K.[8] In fester Phase werden zwei polymorphe Kristallformen gebildet, wo sich bei −96 °C die Kristallfom II in die Kristallforn I umwandelt.[9] Der Schmelzpunkt liegt dann bei −73 °C.[9] Das Molekül ist nicht perfekt quadratisch gebaut sondern besitzt eine verzerrte Struktur. Der Bindungswinkel am Schwefel beträgt 78°, während der gegenüberliegende Kohlenstoff einen Bindungswinkel von 97° aufweist. Die C-S-Bindungslänge beträgt 185,1 pm, die C–C-Bindungslänge 154,9 pm.[10]

Reaktionen

Mit Nukleophilen reagiert Thietan unter Ringöffnung. So bildet sich beispielsweise aus der Umsetzung mit n-BuLi ein unsymmetrischer Thioether.[11]

$ \mathrm {C_{3}H_{6}S+\ C_{4}H_{9}Li\longrightarrow \ C_{4}H_{9}-S-C_{3}H_{7}} $

Die Umsetzung mit elementaren Halogenen ermöglicht die Darstellung an beiden Kettenenden halogenierter offenkettiger Disulfide.[12]

Mechanismus der Bildung eines Thietan-Disulfids

Einzelnachweise

  1. 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 Datenblatt Trimethylene sulfide bei Sigma-Aldrich, abgerufen am 24. April 2011.
  2. 2,0 2,1 2,2 2,3 2,4 Thieme Römpp Online, abgerufen am 19. Oktober 2011.
  3. D. W. Scott, H. L. Finke, W. N. Hubbard, J. P. McCullough, C. Katz, M. E. Gross, J. F. Messerly, R. E. Pennington, G. Waddington in: J. Am. Chem. Soc. 1953, 75, 2795–2800. doi:10.1021/ja01108a001
  4. 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.
  5. S. Searles, E. F. Lutz in: A new synthesis of small ring cyclic sulfides J. Am. Chem. Soc. 1958, 80, 3168. doi:10.1021/ja01545a071
  6. K. Nagasawa, A. Yoneta in: Chem. Pharm. Bull 1985, 33, 11, 5048–5052. ISSN 0009-2363, doi:10.1248/cpb.33.5048
  7. 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.
  8. Osborn, A.G.; Douslin, D.R.: Vapor Pressure Relations of 36 Sulfur Compounds Present in Petroleum in J. Chem. Eng. Data, 1966, 11, 4, 502-509.
  9. 9,0 9,1 Scott, D.W.; Finke, H.L.; Hubbard, W.N.; McCullough, J.P.; Katz, C.; Gross, M.E.; Messerly, J.F.; Pennington, R.E.; Waddington, G.: Thiacyclobutane: heat capacity, heats of transition, fusion and vaporization, vapor pressure, entropy, heat of formation and thermodynamic functions in J. Am. Chem. Soc., 1953, 75, 2795-2800.
  10. Goldish in: J. Chem. Educ. 1959, 36, 408–411. ISSN 0021-9584
  11. F. G. Bordwell, H. M. Andersen, M. P. Burnett: The reaction of thiacyclopropanes and thiacyclobutanes with organolithium compounds, in: J. Am. Chem. Soc. 1954, 76, 1082–1085; doi:10.1021/ja01633a045.
  12. J. M. Stewart, C. H. Burnside:Reactions of trimethylenesulfide with chlorine and bromine, in: J. Am. Chem. Soc. 1953, 75, 243–244; doi:10.1021/ja01097a517.

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