Toluidine
Die Toluidine (auch als Aminotoluole (Aminotoluene) bzw. Methylaniline bekannt) bilden eine Stoffgruppe in der Chemie und sind aromatische Verbindungen mit einer Methylgruppe (–CH3) und einer Aminogruppe (–NH2) als Substituenten am Benzolring. Durch unterschiedliche Anordnung der Substituenten (ortho, meta oder para) ergeben sich drei Konstitutionsisomere mit der Summenformel C7H9N. Sie sind in erster Linie als Vorprodukte bei der Herstellung von Farbstoffen und Pigmenten von Bedeutung.
Vertreter
| Toluidine | ||||||
| Name | o-Toluidin | m-Toluidin | p-Toluidin | |||
| Andere Namen | 2-Methylanilin, 1,2-Methylanilin, 1,2-Aminotoluol, o-Tolylamin |
3-Methylanilin, 1,3-Methylanilin, 1,3-Aminotoluol, m-Tolylamin |
4-Methylanilin, 1,4-Methylanilin, 1,4-Aminotoluol, p-Tolylamin | |||
| Strukturformel | Struktur von o-Toluidin | Struktur von m-Toluidin | Struktur von p-Toluidin | |||
| CAS-Nummer | Vorlage:CASRN | Vorlage:CASRN | Vorlage:CASRN | |||
| PubChem | 7242 | 7934 | 7813 | |||
| ECHA-InfoCard | Vorlage:ECHA | Vorlage:ECHA | Vorlage:ECHA | |||
| Summenformel | C7H9N | |||||
| Molare Masse | 107,16 g·mol−1 | |||||
| Aggregatzustand | flüssig | fest | ||||
| Kurzbeschreibung | farblos bis gelblich, verfärben sich an der Luft allmählich rotbraun | |||||
| Schmelzpunkt | −24,4 °C (alpha) −16,3 (beta) °C<ref name="GESTIS_o"/> |
−31 °C<ref name="GESTIS_m"/> | 45 °C<ref name="GESTIS_p"/> | |||
| Siedepunkt | 200 °C<ref name="GESTIS_o"/> | 203 °C<ref name="GESTIS_m"/> | 200 °C<ref name="GESTIS_p"/> | |||
| Dichte (20 °C) | 0,9984 g·cm−3<ref name="Ullmann"/> | 0,989 g·cm−3<ref name="Ullmann"/> | 0,9619 g·cm−3<ref name="Ullmann"/> | |||
| Brechungsindex | 1,5728<ref name="Ullmann"/> | 1,5670<ref name="Ullmann"/> | 1,5534<ref name="Ullmann"/> | |||
| pKs-Wert<ref name="CRC"/> (der konjugierten Säure BH+) |
4,44 | 4,70 | 5,08 | |||
| Löslichkeit | 15 g·l−1 (20 °C)<ref name="GESTIS_o"/> | 10 g·l−1 (20 °C)<ref name="GESTIS_m"/> | 7,5 g·l−1 (20 °C)<ref name="GESTIS_p"/> | |||
| wenig löslich in Wasser | ||||||
| Flammpunkt | 85 °C<ref name="Ullmann"/> | 86 °C<ref name="Ullmann"/> | 87 °C<ref name="Ullmann"/> | |||
| Zündtemperatur | 482 °C<ref name="Ullmann"/> | 482 °C<ref name="Ullmann"/> | 482 °C<ref name="Ullmann"/> | |||
| GHS- Kennzeichnung o<ref name="GESTIS_o"/>, m<ref name="GESTIS_m"/>, p<ref name="GESTIS_p"/> |
aus EU-Verordnung (EG) 1272/2008 (CLP)
| |||||
| H- und P-Sätze | 301+331‐319‐350‐410<ref name="GESTIS_o" /> | 301+311+331‐373‐410<ref name="GESTIS_m" /> | 301+311+331‐317‐319‐351‐410<ref name="GESTIS_p" /> | |||
| keine EUH-Sätze | ||||||
| 202‐261‐273‐301+310 304+340+311‐305+351+338<ref name="GESTIS_o" /> |
273‐280‐301+310 302+352+312‐304+340+311‐314<ref name="GESTIS_m" /> |
273‐280‐301+310‐302+352+312 304+340+311‐305+351+338<ref name="GESTIS_p" /> | ||||
| Toxikologie | 670 mg·kg−1 (LD50, Ratte, oral)<ref name="GESTIS_o" /> | 450 mg·kg−1 (LD50, Ratte, oral)<ref name="GESTIS_m" /> | 336 mg·kg−1 (LD50, Ratte, oral)<ref name="GESTIS_p" /> | |||
Darstellung
Die Toluidine werden aus Nitrotoluolen (aus Toluol durch Nitrierung zugänglich) durch Reduktion hergestellt. Die Reduktion kann zum einen mit Eisen, Essigsäure und Salzsäure durchgeführt werden (Béchamp-Reduktion). Heute überwiegt die katalytische Hydrierung mit Raney-Nickel. Als Lösungsmittel werden hier oft niedere, aliphatische Alkohole (Methanol, Ethanol, 1-Propanol oder 2-Propanol) eingesetzt. Die Hydrierung findet in der Regel bei Drücken zwischen 3 bar und 20 bar H2-Druck (sog. Niederdruckhydrierung) oder bei 20 bis 50 bar (sog. Mitteldruckhydrierung) statt.
Eigenschaften
Die Toluidine besitzen nahezu gleich hohe Siedepunkte, unterscheiden sich dagegen deutlich in ihren Schmelzpunkten. Das p-Toluidin besitzt aufgrund seiner Symmetrie den höchsten Schmelzpunkt und ist ein Feststoff.
Die Toluidine sind schwache Basen, ihre (pKS-Werte) liegen in der gleichen Größenordnung wie Anilin (4,603<ref name="CRC"/>).
Die Dampfdruckfunktionen ergeben sich nach Antoine entsprechend log10(P) = A−(B/(T+C)) (P in bar, T in K) wie folgt:
Dampfdruckfunktionen der Toluidine T (K) A B C o-Toluidin<ref name="Dreisbach">R.R. Dreisbach, S.A. Shrader: Vapor Pressure-Temperature Data on Some Organic Compounds, in: Ind. Eng. Chem. 41 (1949), S. 2879–2880.</ref> 391,6–473,4 4,19168 1617,232 −87,126 m-Toluidin<ref name="Dreisbach"/> 394,9–476,5 4,19983 1618,386 −90,631 p-Toluidin<ref name="Stull">D.R. Stull: Vapor Pressure of Pure Substances Organic Compounds, in: Ind. Eng. Chem. 39 (1947), S. 517–540.</ref> 315–473,5 4,71884 1961,716 −57,0
Reaktionen
Die Toluidine bilden mit starken anorganischen und organischen Säuren stabile Salze.
Die wichtigsten Reaktionen sind die
Das chemische Verhalten der Toluidine wird also (wie beim Anilin) durch den aromatischen Kern und die Aminogruppe bestimmt.
Verwendung
Die Toluidine hatten früher fast ausschließlich als Zwischenprodukte zur Herstellung von Farbstoffen und Pigmenten sehr große Bedeutung. Ortho-Toluidin darf nach reduktiver Spaltung von Azogruppen nicht von Textilien oder Ledererzeugnissen, die längere Zeit mit der menschlichen Haut direkt in Berührung kommen, freigesetzt werden (Anlage 1 der Bedarfsgegenständeverordnung). Mittlerweile werden auch einige Herbizide auf Basis dieser Verbindungen hergestellt. o- und p-Toluidin sind wichtige Ausgangsstoffe zur Herstellung von Chlortoluidinen und nitrierten Toluidinen. Diese dienen, neben den Toluidinsulfonsäuren, zur Herstellung von Pharmazeutika, Farbstoffen und Pigmenten.
Über eine Diazotierung (und anschließende „Verkochung“) können aus den Toluidinen die Kresole erhalten werden.
Literatur
- J.S. Bowers, Jr.: Toluidines in Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2012 Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim, doi:10.1002/14356007.a27_159.
Einzelnachweise
<references> <ref name="CRC">CRC Handbook of Tables for Organic Compound Identification, Third Edition, 1984, ISBN 0-8493-0303-6.</ref> <ref name="Ullmann">J.S. Bowers, Jr.: Toluidines in Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2012 Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim, doi:10.1002/14356007.a27_159.</ref> <ref name="GESTIS_o">Eintrag zu Vorlage:Linktext-Check in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFAVorlage:Abrufdatum (JavaScript erforderlich)</ref> <ref name="GESTIS_m">Eintrag zu Vorlage:Linktext-Check in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFAVorlage:Abrufdatum (JavaScript erforderlich)</ref> <ref name="GESTIS_p">Eintrag zu Vorlage:Linktext-Check in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFAVorlage:Abrufdatum (JavaScript erforderlich)</ref> </references>