Oxalylchlorid (79-37-8) Physikalische und chemische Eigenschaften
Oxalylchlorid
Reaktiver Acylchlorid, verwendet als Chlorierungsmittel und Zwischenprodukt für die pharmazeutische und feinchemische Synthese, typischerweise unter anhydratifen Bedingungen in der Prozesschemie und Forschung & Entwicklung gehandhabt.
| CAS-Nummer | 79-37-8 |
| Stoffklasse | Säurehalogenide (Acylchloride) |
| Typische Form | Farblüssige, rauchende Flüssigkeit |
| Verfügbare Qualitätsgrade | BP, EP, Reagenzienqualität |
Oxalylchlorid ist ein kleines, aliphatisches Diacylchlorid (Summenformel (COCl)2) und gehört zur Stoffklasse der Säurechloride. Strukturell enthält es zwei elektrophile Carbonylgruppen, die direkt durch die Oxalylbrücke verbunden sind; jedes Carbonyl ist durch ein benachbartes Chlor-Substituent aktiviert, wodurch zwei hochreaktive elektrophile C=O-Zentren entstehen, die starke Acylierungs- und Chlorierungsstellen darstellen. Das Molekül besitzt eine geringe Konformationsflexibilität (eine drehbare Bindung) und keine Wasserstoffbrückendonoren; seine topologische polare Oberfläche und zwei Sauerstoffakzeptoren weisen trotz der lipophilen Chloratome eine moderate Polarität auf.
Elektronisch sind die Carbonyl-Kohlenstoffe stark elektronensauer und unterliegen leicht nucleophilen Angriffen, Acylsubstitution und Hydrolyse. Diese Eigenschaften bestimmen das typische Labor- und Industrieverhalten: heftige Hydrolyse beim Kontakt mit Wasser (unter Freisetzung korrosiver Zersetzungsprodukte und Gase), starke Korrosivität gegenüber Haut und Schleimhäuten und ausgeprägte Reaktivität mit nucleophilen oder basischen Substraten. Die Verbindung erscheint typischerweise als farblose, rauchende Flüssigkeit mit durchdringendem Geruch und hohem Dampfdruck bei Raumtemperatur; sie wird als reaktives Reagenz und nicht als Bulk-Lösungsmittel gehandhabt.
In der chemischen Herstellung und Forschung wird es breit als Chlorierungs- und Aktivierungsmittel sowie als Zwischenprodukt in der pharmazeutischen und feinchemischen Produktion verwendet, da es Carbonsäuren in reaktivere Derivate überführen kann und reaktive elektrophile Spezies in situ erzeugt. Übliche kommerzielle Qualitätsstufen für diesen Stoff sind: BP, EP, Reagenzienqualität.
Grundlegende physikalische Eigenschaften
Dichte
Für diese Eigenschaft liegt im aktuellen Datenkontext kein experimentell bestätigter Wert vor.
Schmelzpunkt
Für diese Eigenschaft liegt im aktuellen Datenkontext kein experimentell bestätigter Wert vor.
Siedepunkt
Für diese Eigenschaft liegt im aktuellen Datenkontext kein experimentell bestätigter Wert vor.
Dampfdruck
Experimentelle Daten berichten einen Dampfdruck von \(150.0\,\mathrm{mmHg}\). Dieser vergleichsweise hohe Dampfdruck für eine niedrigmolekulare Flüssigkeit entspricht dem rauchenden Charakter und der Notwendigkeit, Dämpfe beim Umgang zu kontrollieren (belüftete Einhausungen oder Abzüge werden empfohlen).
Flammpunkt
Für diese Eigenschaft liegt im aktuellen Datenkontext kein experimentell bestätigter Wert vor.
Chemische Eigenschaften
Löslichkeit und Phasenverhalten
Oxalylchlorid ist eine farblose, rauchende Flüssigkeit, die sich nicht wie ein konventionell stabiles wässriges Löslichkeitsmittel verhält: es hydrolysiert heftig beim Kontakt mit Wasser und wässrigen Medien und bildet dabei korrosive Zersetzungsprodukte sowie gasförmige/volatile Nebenprodukte (siehe Gefahrenklassifikationen). Da die Hydrolyse schnell und exotherm abläuft, sollte die wässrige Löslichkeit nicht als praktischer Indikator für den Umgang betrachtet werden; der Stoff wird typischerweise in trockenen organischen Lösungsmitteln und als fertig angesetzte Lösungen gehandhabt (kommerzielle Lösungen in Dichlormethan werden häufig geliefert).
Reaktivität und Stabilität
Oxalylchlorid ist chemisch reaktiv und empfindlich gegenüber Nucleophilen, Basen, Wasser und bestimmten anorganischen Salzen. Es hydrolysiert schnell mit Wasser (starke Zersetzung beobachtet), ist stark korrosiv für Haut und Augen und reagiert mit Alkoholen, Aminen und anderen Nucleophilen zu acylierten Produkten. Spezifische Reaktivitätswarnungen umfassen gefährliche Reaktionen mit N,N-Dimethylformamid (Bildung toxischer chlorierter Nebenprodukte wie Dimethylcarbamoylchlorid) und potenziell explosive Verhaltensweisen bei Mischung mit Natriumazid. Aufgrund der hohen Elektrophilie der Carbonyl-Kohlenstoffe kann thermischer oder ungeordneter Kontakt mit Nucleophilen heftig verlaufen; das Material sollte trocken und fern von inkompatiblen Reagenzien gelagert werden.
Thermodynamische Daten
Standard-Enthalpien und Wärmekapazität
Für diese Eigenschaft liegt im aktuellen Datenkontext kein experimentell bestätigter Wert vor.
Molekulare Parameter
Molekulargewicht und Formel
- Molekülformel: C2Cl2O2
- Molekulargewicht: \(126.92\,\mathrm{g}\,\mathrm{mol}^{-1}\)
- Exakte (monoisotopische) Masse: \(125.9275346\,\mathrm{u}\)
LogP und Polarität
- Berechneter XLogP3-AA: \(1.7\) (moderate Lipophilie für einen kleinen, polaren Elektrophil)
- Topologische polare Oberfläche (TPSA): \(34.1\,\text{Å}^2\)
- Wasserstoffbrückendonoren: 0; Wasserstoffbrückenakzeptoren: 2; drehbare Bindungen: 1.
Diese Werte reflektieren ein mäßig polares Molekül, dessen Reaktivität jedoch von den elektrophilen Carbonylzentren dominiert wird, nicht von umfangreichen Wasserstoffbrückenfähigkeiten.
Strukturelle Merkmale
SMILES: C(=O)(C(=O)Cl)Cl
InChI: InChI=1S/C2Cl2O2/c3-1(5)2(4)6
InChIKey: CTSLXHKWHWQRSH-UHFFFAOYSA-N
Strukturell ist Oxalylchlorid das Dichlorid-Derivat der Oxalsäure (Diacylchlorid). Die beiden Acylchlorid-Gruppen sind benachbart angeordnet, was zwei stark elektronenziehende Umgebungen erzeugt und beide Carbonyl-Kohlenstoffe sehr anfällig für nucleophile Angriffe macht. Das an das Carbonyl gebundene Chlor erhöht die Elektrophilie im Vergleich zu nicht halogenierten Acyl-Derivaten; dies erklärt seine Verwendung als Chlorierungs- und Aktivierungsreagenz, aber auch seine Korrosivität und Instabilität gegenüber Feuchtigkeit.
Identifikatoren und Synonyme
Registriernummern und Codes
- CAS-Nummer: 79-37-8
- Europäische Gemeinschaft (EG) Nummer: 201-200-2
- UNII: R4Y96317DW
- DSSTox Stoff-ID: DTXSID3058822
Synonyme und Strukturbezeichnungen
Gängige Bezeichnungen und Synonyme in den angegebenen Identifikatoren sind: Oxalylchlorid; Oxalyl-Dichlorid; Ethanedioyl-Dichlorid; Oxalsäuredichlorid; Oxaloylchlorid; Oxalsäuredichlorid; (COCl)2. SMILES- und InChI-Ketten sind oben für eine eindeutige Strukturwiedergabe angegeben.
Industrielle und kommerzielle Anwendungen
Typische Verwendung und Branchen
Oxalylchlorid wird industriell und in der Forschung als Chlorierungs- und Aktivierungsmittel verwendet. Es ist als Zwischenprodukt in der pharmazeutischen und feinchemischen Herstellung gelistet. Zu den berichteten kommerziellen Formulierungen gehören konzentriertes Reagenzienmaterial und vorgemischte Lösungen (beispielsweise Lösungen in Dichlormethan in gängigen Molaritäten für Bequemlichkeit und sicherere Dosierung während der Synthese).
Rolle in der Synthese oder Formulierungen
Funktionell wird Oxalylchlorid verwendet, um Carbonsäuren in reaktivere Acylchlorid-Derivate umzuwandeln und reaktive elektrophile Spezies in situ zu erzeugen für Acylierungen, Chlorierungen und bestimmte Formylierungsaktivierungen in Kombination mit polaren nucleophilen Katalysatoren oder Lösungsmitteln. Seine hohe Elektrophilie macht es wertvoll für kleinskalige synthetische Umsetzungen, bei denen eine schnelle Aktivierung erforderlich ist; jedoch erfordern die damit verbundenen Gefahren (kräftige Hydrolyse, Bildung korrosiver Gase und reaktiver Nebenprodukte mit einigen Lösungsmitteln/Reagenzien) kontrollierte Verfahren und geeignete technische Schutzmaßnahmen.
Sicherheits- und Handhabungsübersicht
Akute und berufliche Toxizität
Oxalylchlorid ist akut toxisch beim Einatmen und bei Verschlucken und wirkt korrosiv auf Haut und Augen. Berichtete akute Inhalationstoxizität: LC50 (Ratte) = 1.840 ppm/1 Std. Zusammengefasste Gefährdungseinstufungen weisen auf ernsthafte Hautverätzungen/-reizungen und erhebliche Augenschädigungspotenziale hin. GHS-Gefahrenhinweise, die in Sicherheitszusammenfassungen angegeben sind, umfassen: H260 (60%): Bei Berührung mit Wasser werden entzündbare Gase freigesetzt, die sich spontan entzünden können; H301 (24,3%): Giftig bei Verschlucken; H314 (100%): Verursacht schwere Verätzungen der Haut und schwere Augenschäden; H318 (67,7%): Verursacht schwere Augenschäden; H331 (94,7%): Giftig beim Einatmen; H335 (52,3%): Kann die Atemwege reizen. Akute Exposition kann schwere Verletzungen der Atemwege, korrosive Verätzungen und systemische Toxizität hervorrufen; geeigneter Atemschutz und lokale Absaugung sind dort zwingend erforderlich, wo Dämpfe auftreten können.
Lagervorschriften und Handhabungshinweise
Oxalylchlorid unter inertem, trockenem Atmosphärenfluss in korrosionsbeständigen Geräten handhaben. Die Lagerung sollte in dicht verschlossenen Behältern fern von Wasser und inkompatiblen Stoffen (Alkohole, Amine, starke Basen, Azide etc.) erfolgen. Behälter kühl und gut belüftet aufbewahren; Zündquellen vermeiden und Dampfabgabe minimieren. Verwendung persönlicher Schutzausrüstung (chemikalienbeständige Handschuhe, Augen-/Gesichtsschutz, Schutzkleidung) sowie technischer Schutzmaßnahmen (chemisches Abzugsgerät, Waschabscheider, Sekundärbehälter) ist erforderlich. Spezifische Reaktivitätswarnungen umfassen die Bildung toxischer chlorierter Nebenprodukte beim Mischen mit N,N-Dimethylformamid und das Risiko explosiver Reaktionen mit Natriumazid; kritische Arbeitsschritte (Mischen, Abbruchreaktionen, Lösungsmittelaustausch) erfordern schriftliche Verfahren und Notfallplanung. Für detaillierte Gefahren-, Transport- und regulatorische Informationen sollten Anwender das produktspezifische Sicherheitsdatenblatt (SDS) und die örtlichen Vorschriften beachten.
