cis-5-Norbornen-endo-2,3-dicarbonsäureanhydrid (129-64-6) Physikalische und chemische Eigenschaften
cis-5-Norbornen-endo-2,3-dicarbonsäureanhydrid
Bicyclisches Norbornen-Dicarbonsäureanhydrid, verwendet als reaktives Anhydrid-Monomer und Zwischenprodukt in der Polymersynthese sowie der Herstellung von Spezialchemikalien.
| CAS-Nummer | 129-64-6 |
| Familie | Cyclische Anhydride (Norbornen-Dicarbonsäure) |
| Typische Form | Pulver oder kristalliner Feststoff |
| Gängige Qualitäten | EP |
cis-5-Norbornen-endo-2,3-dicarbonsäureanhydrid ist ein bicyclisches Norbornen-abgeleitetes cyclisches Anhydrid. Das Molekül besteht aus einem verschmolzenen bicyclischen Kohlenwasserstoffgerüst mit einer angespannten olefinischen Doppelbindung und einer Anhydridfunktion; die Summenformel lautet \(\ce{C9H8O3}\). Die Anhydridgruppe verleiht dem Molekül Elektrophilie, konzentriert an den Carbonyl-Kohlenstoffen, und die Fähigkeit zur nucleophilen acylen Substitution, während das Norbornen-Gerüst eine inhärente Spannung erzeugt und die Reaktivität als Dienophil in pericyclischen Reaktionen erhöht.
Elektronisch kombiniert die Struktur ein relativ unpolares Kohlenwasserstoffgerüst mit einer polaren, konjugierten Anhydridfunktion. Die Verbindung besitzt keine Wasserstoffbrücken-Donoren (HBondDonorCount = 0), bietet jedoch mehrere Akzeptorstellen (HBondAcceptorCount = 3) und eine moderate topologische polare Oberfläche (TPSA = 43,4 Å^2), was zu eingeschränkter Wasserlöslichkeit aber guter Verträglichkeit mit polaren organischen Lösungsmitteln führt. Der berechnete Verteilungskoeffizient (XLogP3-AA = 0,7) deutet auf eine geringe bis mittlere Lipophilie im Vergleich zu kleinen rein hydrocarbonhaltigen Systemen hin. Typisches Klassenverhalten umfasst Empfindlichkeit gegenüber Hydrolyse (Bildung der entsprechenden Dicarbonsäure), Additionsreaktionen am Anhydrid und die Verwendung als reaktives Dienophil in organischer Synthese und Polymerchemie.
Für diese Substanz sind gängige kommerzielle Qualitäten unter anderem: EP.
Grundlegende physikalische Eigenschaften
Dichte
Für diese Eigenschaft liegt im aktuellen Datenkontext kein experimentell ermittelter Wert vor.
Schmelzpunkt
Für diese Eigenschaft liegt im aktuellen Datenkontext kein experimentell ermittelter Wert vor.
Siedepunkt
Für diese Eigenschaft liegt im aktuellen Datenkontext kein experimentell ermittelter Wert vor.
Dampfdruck
Für diese Eigenschaft liegt im aktuellen Datenkontext kein experimentell ermittelter Wert vor.
Flammpunkt
Für diese Eigenschaft liegt im aktuellen Datenkontext kein experimentell ermittelter Wert vor.
Chemische Eigenschaften
Löslichkeit und Phasenverhalten
Als cyclisches Anhydrid ist cis-5-Norbornen-endo-2,3-dicarbonsäureanhydrid allgemein besser löslich in gängigen organischen Lösungsmitteln (Ester, Ketone, chlorierte Lösungsmittel) als in Wasser. Die Kombination eines eingeschränkten bicyclischen Kohlenwasserstoffskeletts mit einer relativ kleinen, polaren Anhydridgruppe führt zu eingeschränkter Wasserlöslichkeit; das Molekül hydrolysiert in Gegenwart von Wasser zum entsprechenden cis-endo-Dicarbonsäure. Löslichkeit und Phasenverhalten in Formulierungen hängen daher stark vom Wassergehalt und pH-Wert ab: Unter neutralen bis basischen wässrigen Bedingungen wird die Hydrolyse gefördert, während nichtwässrige organische Medien die Anhydridfuntkionalität bewahren.
Reaktivität und Stabilität
Die Anhydridfunktion ist elektrophil und durchläuft typische Acyl-Transfer-Reaktionen: schnelle Reaktion mit Alkoholen (Bildung von Halbestern), mit Aminen (Bildung von Amidsäuren und bei Cyclodehydratisierung Imiden) und mit Wasser (Hydrolyse zur Dicarbonsäure). Die gespannte Norbornen-Doppelbindung erhöht die Reaktivität als Dienophil in Diels–Alder-Reaktionen und kann unter geeigneten Bedingungen an radikalischen oder katalytischen Additionen teilnehmen. Die Substanz ist stabil, wenn sie trocken und vor Nukleophilen sowie Basen geschützt gelagert wird; Feuchtigkeit, starke Nukleophile oder längeres Erhitzen führen zu Hydrolyse oder Zersetzung. Lagerung unter inertem, trockenem Umfeld verringert das Risiko unerwünschter Umwandlungen. Starke Basen und starke Nukleophile, die Ringöffnungen oder schnelle Hydrolyse fördern, sind zu vermeiden.
Thermodynamische Daten
Standard-Enthalpien und Wärmekapazität
Für diese Eigenschaft liegt im aktuellen Datenkontext kein experimentell ermittelter Wert vor.
Molekulare Parameter
Molekulargewicht und Formel
- Molekülformel: \(\ce{C9H8O3}\)
- Molekulargewicht (berechnet): 164.16
- Exakte / monoisotopische Masse: 164.047344113
Weitere berechnete Deskriptoren: Anzahl schwerer Atome = 12; Formale Ladung = 0; Komplexität = 277.
LogP und Polarität
- XLogP (XLogP3-AA): 0,7
- Topologische polare Oberfläche (TPSA): 43,4 Å^2
- Wasserstoffbrücken-Donoren: 0
- Wasserstoffbrücken-Akzeptoren: 3
- Zahl der rotierbaren Bindungen: 0
Diese Parameter zeigen eine moderate Polarität und geringe Fähigkeit zur Wasserstoffbrückenspende, was mit eingeschränkter Wasserlöslichkeit und guter Löslichkeit in polaren organischen Lösungsmitteln übereinstimmt.
Strukturelle Merkmale
Die Struktur ist ein cis-endo-Norbornen-bicyclisches System mit einem verschmolzenen Anhydrid (2,3-Dicarbonsäureanhydrid) in endo-Orientierung. Die Kombination aus Ringspannung im bicyclischen Grundgerüst, einem endo-positionierten Anhydrid und einer reaktiven Doppelbindung verleiht dem Molekül ausgeprägte dienophile und acylierende Reaktivität. Berechnete stereochemische Deskriptoren zeigen eine definierte Anzahl an stereogenen Zentren von 2 sowie eine unbestimmte Anzahl von 2, was auf vorhandene stereogene Zentren und gewisse konformationelle bzw. stereochemische Unklarheiten in der Berechnung hinweist.
Identifikatoren und Synonyme
Registernummern und Codes
- CAS RN: 129-64-6
- Nikkaji-Nummer: J827.810E
- CID: 9964188
- InChIKey: KNDQHSIWLOJIGP-DPTVFECHSA-N
- InChI:
InChI=1S/C9H8O3/c10-8-6-4-1-2-5(3-4)7(6)9(11)12-8/h1-2,4-7H,3H2/t4-,5+,6?,7? - SMILES:
C1[C@@H]2C=C[C@H]1C3C2C(=O)OC3=O
Synonyme und Strukturbezeichnungen
Vom Einreicher angegebene Synonyme umfassen:
- cis-5-Norbornen-endo-2,3-dicarbonsäureanhydrid
- (1S,7R)-4-oxatricyclo[5.2.1.0²,⁶]dec-8-en-3,5-dion
- cis-endo-5-Norbornen-2,3-dicarbonsäureanhydrid
- SCHEMBL533614
- KNDQHSIWLOJIGP-DPTVFECHSA-N
- AKOS015901285
- AS-14679
- cis-5-Norbomen-endo-2,3-dicarbonsäureanhydrid
Alternative oder historische Synonyme (in Quellenangaben verwendet) umfassen:
- Carbinsäureanhydrid
- Himic-Anhydrid
- Himicanhydrid
- Nadic-Anhydrid
- C9H8O3
- 5-Norbornen-2,3-dicarbonsäureanhydrid
- Bicyclo[2.2.1]hept-5-en-2,3-dicarbonsäureanhydrid
- (4R,7S)-3a,4,7,7a-Tetrahydro-4,7-methanoisobenzofuran-1,3-dion
Industrielle und kommerzielle Anwendungen
Repräsentative Einsatzgebiete und Industriezweige
Zyklische Norbornenanhydride wie diese Verbindung werden hauptsächlich als reaktive Dienophile und acylierende Reagenzien in der organischen Synthese und Polymerchemie eingesetzt. Typische Klassenanwendungen umfassen die Verwendung als monomere oder komonomere Bausteine in Spezialharzen und Beschichtungsformulierungen, als Vernetzungs- oder Aushärtungskomponente in Duroplastsystemen (über Anhydrid-Epoxid-Chemie) sowie als Dienophil in Diels–Alder-Funktionalisierungsstrategien zur Synthese komplexer Zwischenprodukte. Das Reaktivitätsprofil des Moleküls macht es auch in der organischen Synthese im Labormaßstab zur Herstellung von Imiden und verwandten Derivaten nützlich.
Funktion in Synthese oder Formulierungen
In der präparativen Chemie reagiert das Anhydrid mit Nukleophilen (Alkoholen, Aminen) zu Halbestern und amic acids, die durch Dehydratisierung zu Imiden umgesetzt werden können. Die Norbornen-Doppelbindung ermöglicht pericyclische (Diels–Alder-) sowie radikalische Additionsreaktionen, wodurch zusätzliche Funktionalitäten eingeführt oder Vernetzungsvorgänge ermöglicht werden. In Formulierungen kann die Anhydridfunktionalität als latenter Vernetzer (Reaktion mit Epoxidharzen) oder als Ansatzstelle für Graft-Reaktionen und Polymermodifikationen dienen. Eine prägnante Zusammenfassung der Anwendungen liegt im aktuellen Datenkontext nicht vor; in der Praxis wird dieser Stoff anhand seiner oben beschriebenen allgemeinen Eigenschaften ausgewählt.
Sicherheits- und Handhabungsübersicht
Akute und berufliche Toxizität
Konkrete akute Toxizitätswerte sind im aktuellen Datenkontext nicht angegeben. Als cyclisches Anhydrid ist der Stoff als Haut-, Augen- und Atemwegsreizstoff einzustufen; Anhydride können generell Atemwegssensibilisierer sein oder bei empfindlichen Personen bronchiale Reizungen hervorrufen. Arbeitschutzmaßnahmen sollten die Inhalation und dermale Exposition minimieren: Einsatz von Absaugtechnik am Entstehungsort, geschlossene Handhabungssysteme wo möglich sowie angemessene persönliche Schutzausrüstung (Handschuhe, Augenschutz, bei Bedarf Atemschutz).
Lagerungs- und Handhabungshinweise
Trocken, kühl und gut belüftet in dicht verschlossenen Behältern lagern, um Feuchtigkeit und nukleophile Kontaminanten, die das Anhydrid hydrolysieren oder reagieren lassen, zu minimieren. Kontakt mit starken Basen, starken Nukleophilen und Materialien, die Hydrolyse katalysieren können, vermeiden. Für langfristige Stabilität werden üblicherweise Inertatmosphären (trockenes Stickstoff oder Argon) und Lagerung bei niedrigen Temperaturen eingesetzt. Für detaillierte Angaben zu Gefahren, Transport und Rechtsvorschriften ist das produktspezifische Sicherheitsdatenblatt (SDS) sowie die jeweils geltende lokale Gesetzgebung heranzuziehen.
