1-Nitropropan

1-Nitropropan ist eine organische chemische Verbindung, die zur Gruppe der aliphatischen Nitroverbindungen, den Nitroalkanen gehört.

Strukturformel
Allgemeines
Name	1-Nitropropan
Andere Namen	1-NP 1-NITROPROPANE (INCI)
Summenformel	C3H7NO2
Kurzbeschreibung	farblose Flüssigkeit, fruchtiger Geruch
Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer 108-03-2 EG-Nummer 203-544-9 ECHA-InfoCard 100.003.223 PubChem 7903 ChemSpider 7615 Wikidata Q2567814
Eigenschaften
Molare Masse	89,09 g·mol^−1
Aggregatzustand	flüssig
Dichte	1,00 g/cm^3
Schmelzpunkt	−108 °C
Siedepunkt	131 °C
Dampfdruck	10 hPa (20 °C) 18 hPa (30 °C) 30,9 hPa (40 °C) 50,9 hPa (50 °C)
Löslichkeit	Schlecht löslich in Wasser (1,40 g/100 ml), löslich in Ethanol und Diethylether
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung aus Verordnung (EG) Nr. 1272/2008 (CLP), ggf. erweitert Gefahr H- und P-Sätze H: 226​‐​302+312​‐​331 P: 210​‐​233​‐​280​‐​301+312​‐​303+361+353​‐​304+340+311
MAK	Schweiz: 25 ml·m^−3 bzw. 90 mg·m^−3
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

Darstellung und Gewinnung

Die industrielle Herstellung von 1-Nitropropan erfolgt in einer Gasphasennitrierung von Propan mittels Salpetersäure. In dieser Reaktion entstehen die vier Nitroalkane Nitromethan, Nitroethan, 1-Nitropropan und 2-Nitropropan, wobei das Verhältnis der entstehenden Produkte von der Prozesstemperatur abhängt.

Eigenschaften

Physikalische Eigenschaften

1-Nitropropan ist eine klare Flüssigkeit mit fruchtigem, in gefährlicher Konzentration warnendem Geruch. Technisches Nitropropan kann leicht gelb gefärbt sein. Die Verbindung siedet bei Normaldruck bei 131 °C. Die Dampfdruckfunktion ergibt sich nach Antoine entsprechend log₁₀(P) = A−(B/(T+C)) (P in bar, T in K) mit A = 4,23774, B = 1466,368 und C = −58.029 im Temperaturbereich von 331,8 bis 404,5 K. Die Verdampfungsenthalpie beträgt bei 25 °C 43,4 kJ·mol⁻¹, am Siedepunkt 38,5 kJ·mol⁻¹. 1-Nitropropan ist in Wasser schwer löslich, aber mischbar mit vielen organischen Lösungsmitteln. 1-Nitropropan ist mit Wasser nur begrenzt mischbar. Mit zunehmender Temperatur steigen die Löslichkeiten von 1-Nitropropan in Wasser und von Wasser in 1-Nitropropan nur in geringem Maße an.

Mit einem Wassergehalt von 36,5 Ma% bildet die Verbindung ein bei 91,63 °C und Normaldruck siedendes Azeotrop.

Chemische Eigenschaften

Die Verbindung ist thermisch instabil. Eine DSC-Messung zeigt ab 210 °C eine stark exotherme Zersetzung mit einer Wärmetönung von −2466 J·g⁻¹ bzw. −219,7 kJ·mol⁻¹. Der pK_a–Wert liegt bei 8,98 und so kann die Verbindung durch Basen wie Natriumhydroxid, Triethylamin, 1,1,3,3-Tetramethylguanidin (TMG), Diazabicycloundecen (DBU), Natriumhydrid oder Lithiumdiisopropylamid (LDA) deprotoniert werden. Das resultierende Nitronat ist oft die eigentliche reaktive Spezie in der organischen Synthese. Im trockenen Zustand können die Nitronatsalze explosiv sein.

Sicherheitstechnische Kenngrößen

Nitropropan bildet leicht entzündliche Dampf-Luft-Gemische. Die Verbindung hat einen Flammpunkt von 35 °C. Der untere Explosionsgrenze liegt bei 2,2 Vol.‑% (81 g/m³). Die Grenzspaltweite wurde mit 0,81 mm bestimmt. Es resultiert damit eine Zuordnung in die Explosionsgruppe IIB. Die Zündtemperatur beträgt 420 °C. Der Stoff fällt somit in die Temperaturklasse T2.

Verwendung

1-Nitropropan wird in der organischen Synthese als Reagenz und Baustein verwendet. So können aromatische und heterocyclische Aldehyde in einer Einschrittsynthese in die entsprechenden Nitrile umgewandelt werden. An Carbonylverbindungen kann eine 1,2-Addition erfolgen, die als Henry-Reaktion bekannt ist. Dies ist auch eine Methode der C-Kettenverlängerung um drei Kohlenstoffatome im Molekül.

Es wird jedoch auch eher selten als Lösungsmittel für organische Verbindungen sowie in Farben und Tonern verwendet.

Toxikologie

1-Nitropropan wird leicht über den Atemtrakt aufgenommen, Konzentrationen über 150 ppm führen zu Augenreizungen. Bei besonders hoher Konzentration kann es zu Atemwegsreizungen sowie Kopfschmerz und Übelkeit kommen. Intoxikationsfälle durch 1-Nitropropan sind nicht bekannt.

Reaktionen

1-Nitropropan kann unter Wärmeeinwirkung in toxische Gase zersetzt werden. Es reagiert heftig mit Oxidationsmitteln und starken Basen.

Einzelnachweise

1. Eintrag zu 1-NITROPROPANE in der CosIng-Datenbank der EU-Kommission, abgerufen am 26. März 2022.
2. Eintrag zu 1-Nitropropan in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 28. Juni 2022. (JavaScript erforderlich)
3. e-EROS Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis, 1999–2013, John Wiley and Sons, Inc., Eintrag für 1-Nitropropane, abgerufen am 3. Februar 2019.
4. Eintrag zu 1-Nitropropan im Classification and Labelling Inventory der Europäischen Chemikalienagentur (ECHA), abgerufen am 16. Juni 2018. Hersteller bzw. Inverkehrbringer können die harmonisierte Einstufung und Kennzeichnung erweitern.
5. Schweizerische Unfallversicherungsanstalt (Suva): Grenzwerte – Aktuelle MAK- und BAT-Werte, abgerufen am 2. November 2015.
6. S.B. Markofsky: Nitro Compounds, Aliphatic, in: Ullmanns Enzyklopädie der Technischen Chemie, Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim 2012; doi:10.1002/14356007.a17_401.pub2.
7. Toops, E.E.: Physical Properties of High Purity Nitroparaffins in J. Phys. Chem. 60 (1956) 304–306.
8. 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.
9. Dreisbach, R.R.; Shrader, S.A.: Vapor Pressure–Temperature Data on Some Organic Compounds in Ind. Eng. Chem. 41 (1949) 2879–2880, doi:10.1021/ie50480a054.
10. Maule, I.; Razzetti, G.; Restelli, A.; Palmieri, A.; Colombo, C.; Ballini, R.: Thermal Stability Evaluation of Nitroalkanes with Differential Scanning Calorimetry in Org. Process Res. Dev. 25 (2021) 781–788, doi:10.1021/acs.oprd.0c00433.
11. Chemsafe Datenbank für sicherheitstechnische Kenngrößen im Explosionsschutz, PTB Braunschweig/BAM Berlin, abgerufen am 28. Juni 2022.
12. Datenblatt 1-Nitropropan bei Sigma-Aldrich, abgerufen am 15. Juni 2018 (PDF).Vorlage:Sigma-Aldrich/Name nicht angegeben