Was ist Phthalimid?
Phthalimid ist eine weiße bis blassgelbe, kristalline, pulverförmige Imidverbindung.
Ihr IUPAC-Name ist 1H-Isoindol-1,3(2H)-dion, auch bekannt als 1,3-Dioxoisoindolin.
Anwendungen von Phthalimiden
Phthalimide werden als Ausgangsstoffe für die organische Synthese verwendet.
1. Gabriel-Synthese
Die Synthese von primären Aminen ist in der Regel schwierig, da sich gleichzeitig Dialkylamine mit zwei Alkylgruppen und Trialkylamine mit drei Alkylgruppen bilden. Primäre Amine können zuverlässig mit Phthalimiden als Ausgangsmaterial synthetisiert werden.
In einem nicht-protonischen Lösungsmittel wie Dimethylformamid (DMF) wird Kaliumhydroxid eingesetzt und reagiert mit dem Alkylhalogenid in einer nukleophilen Substitutionsreaktion zum Alkylphthalimid. Das gewünschte primäre Amin kann dann durch Entfernung der Phthaloylgruppe mit Hilfe von Hydrazin synthetisiert werden.
2. Mitsunobu-Reaktion
Als Anwendung der Mitsunobu-Reaktion, die als Stereo-Inversionsreaktion von Hydroxylgruppen bekannt ist, können Phthalimide zur Umwandlung von Hydroxylgruppen in Aminogruppen mit Stereo-Inversion verwendet werden. Die Mitsunobu-Reaktion läuft nicht ab, wenn der pKa-Wert des verwendeten nukleophilen Protons größer als 13 ist. Die Verringerung des Säuregehalts aufgrund der Imidstruktur ermöglicht die oben genannte Reaktion.
3. Schutzgruppen an primären Aminen
Primäre Amine können durch Einwirkung von Phthalsäureanhydrid auf das primäre Amin als Phthaloylgruppen geschützt werden. Phthaloylgruppen sind als nützliche Schutzgruppen für primäre Amine bekannt, da sie gegen saure, basische und oxidative Bedingungen resistent sind. Sie reagieren mit Nukleophilen wie Alkylmetallen und Hydriden. Zur Entschützung wird üblicherweise Hydrazin verwendet.
Es wird häufig verwendet, um eine Racemisierung von Substraten zu vermeiden, insbesondere bei der Peptidsynthese, da es zwei Wasserstoffatome von primären Aminen blockieren kann.
4. Andere
N-Halogenverbindungen wie N-Bromphthalimid und N-Chlorphthalimid können synthetisiert werden, indem man Phthalimid mit einer Alkalimetallbase wie Kaliumhydroxid behandelt, um N-Alkalimetallsalze zu bilden und dann das Halogen einwirken lässt. Diese N-Halogenverbindungen werden als Halogenierungsmittel verwendet.
Anthranilsäure, die durch die Beckmann-Umlagerung von Phthalimiden mit unterchloriger Säure gewonnen wird, dient als Ausgangsstoff für Farbstoffe und Pigmente wie Indigo und Methylrot.
Sie wird auch als synthetisches Zwischenprodukt für Aminosäuren und Phthalocyanin-Farbstoffe sowie als Desinfektionsmittel und als Hemmstoff für oxidative und photochemische Reaktionen verwendet.
Eigenschaften von Phthalimiden
Die chemische Formel lautet C8H5NO2 und das Molekulargewicht 147,13; die CAS-Nummer ist unter 85-41-6 registriert.
Sein Schmelzpunkt liegt bei 233-237 °C. Es hat Sublimationseigenschaften und ist bei Raumtemperatur fest. Es ist löslich in Natriumhydroxidlösung und praktisch unlöslich in Wasser, Ethanol und Aceton.
Es hat einen pH-Wert von 3,8 (0,6 g/L, H₂O), der den Grad der Azidität oder Alkalität angibt und eine Säuredissoziationskonstante (pKa) von 8,3. Die Säuredissoziationskonstante ist einer der quantitativen Indikatoren für die Säurestärke: ein kleinerer pKa-Wert weist auf eine stärkere Säure hin.
Der Imidostickstoff hat zwei elektrophile Carbonylgruppen, die direkt an das Stickstoffatom gebunden sind, wodurch er weniger sauer ist als Alkylaminverbindungen.
Weitere Informationen zu Phthalimide
1. Herstellung von Phthalimid
Phthalimide werden durch Erhitzen von Phthalsäureanhydrid mit Ammoniak, Ammoniumcarbonat, Ammoniumhydroxid oder Harnstoff unter Bildung eines Imids gewonnen.
Sie können auch durch Dehydratisierung von Phthalamid oder Ammoniumphthalat synthetisiert werden. Sie können durch Umkristallisation in Wasser oder Essigsäure gereinigt werden.
2. Vorsichtsmaßnahmen bei der Handhabung und Lagerung
Maßnahmen zur Handhabung
Vermeiden Sie den Kontakt mit starken Oxidationsmitteln. Verwendung in einem lokalen Abluftsystem. Bei der Verwendung persönliche Schutzausrüstung tragen.
Im Falle eines Brandes
Thermische Zersetzung kann Kohlenmonoxid, Kohlendioxid und Stickoxide freisetzen. Zum Löschen von Bränden Sprühwasser, Pulverlöscher, Schaumlöscher, Kohlendioxidlöscher, Löschsand usw. verwenden.
Im Falle von Hautkontakt
Tragen Sie immer Schutzkleidung wie einen weißen Kittel oder Arbeitskleidung und Schutzhandschuhe, um den Kontakt mit der Haut zu vermeiden. Treffen Sie Vorsichtsmaßnahmen, um Hautkontakt zu vermeiden.
Bei Hautkontakt mit Seife und reichlich Wasser abwaschen. Bei anhaltender Hautreizung ärztlichen Rat einholen.
Im Falle von Augenkontakt
Stets Schutzbrille oder Schutzhelm tragen. Bei Augenkontakt gründlich mit Wasser ausspülen. Falls Sie Kontaktlinsen tragen, nehmen Sie diese nach Möglichkeit heraus. Sofort einen Arzt konsultieren.
Lagerung
Phthalimid kann durch Licht verändert werden. In einem lichtgeschützten, versiegelten und verschlossenen Glasbehälter an einem kühlen, gut belüfteten Ort ohne direkte Sonneneinstrahlung aufbewahren.