Since its discovery in 1854, chlorosulfonic acid has demonstrated that it is a truly versatile reagent. It is widely used as a sulfonating and chlorosulfonating agent, particularly of organic compounds, and it provides useful synthetic intermediates for many branches of industry. This book provides a detailed, up to date account of the reactions of chlorosulfonic acid with aliphatic, aromatic and heterocyclic compounds; reactions with elements and inorganic compounds are also discussed, along with the use of the reagent as a powerful acid catalyst, and halogenation and dehydrating agent. Finally, the commercial uses and manufacture of chlorosulfonic acid are reviewed. The detailed coverage in this book, coupled with the many references to recent work, will ensure that it is welcomed as a reference by synthetic chemists in, for example, the pharmaceutical, agrochemical, plastic and detergent industries. Researchers and their students in academia will also find it a valuable addition to their bookshelves.

Bestandsnummer des Verk�ufers LU-9780854044986

Verk�ufer kontaktieren

Diesen Artikel melden

Bibliografische Details

Titel: Chlorosulfonic Acid
Verlag: Royal Society of Chemistry, GB
Erscheinungsjahr: 2002
Sprache: Englisch
ISBN-10: 0854044981
ISBN-13: 9780854044986
Einband: Hardback
Zustand: New
Gewicht: 770 Gramm

�ber diesen Titel

Inhaltsangabe

Auszug. � Genehmigter Nachdruck. Alle Rechte vorbehalten.

Chlorosulfonic Acid

A Versatile Reagent

By R.J. Cremlyn

The Royal Society of Chemistry

List of Abbreviations, xiii, 
Chapter 1 Introduction, 1, 
Chapter 2 Sulfonation and Chlorosulfonation of Organic Compounds, 7, 
Chapter 3 Reactions of Organic Sulfonyl Chlorides, 22, 
Chapter 4 Sulfonation and Chlorosulfonation of Aromatic Compounds using Chlorosulfonic Acid, 35, 
Chapter 5 The Reaction of Chlorosulfonic Acid with Aliphatic Compounds, 146, 
Chapter 6 Reactions of Chlorosulfonic Acid with Heterocyclic Compounds, 181, 
Chapter 7 Reaction of Chlorosulfonic Acid with Elements and Inorganic Compounds, 226, 
Chapter 8 Commercial Uses of Chlorosulfonic Acid, 235, 
Chapter 9 Miscellaneous Reactions of Chlorosulfonic Acid, 256, 
Chapter 10 Preparation, Manufacture and Properties of Chlorosulfonic Acid, 272, 
Appendix Recent References to Chlorosulfonic Acid, 279, 
Subject Index, 294,

CHAPTER 1

Introduction

Chlorosulfonic acid was first prepared by Williamson in 1854 by the action of phosphorus pentachloride on concentrated sulfuric acid and later by the direct action of hydrochloric acid on sulfur trioxide. Other methods of preparation include: distillation of fuming sulfuric acid (oleum) with phosphorus pentoxide in a stream of gaseous hydrogen chloride; the action of phosphorus trichloride or oxychloride, chlorine, thionyl chloride, or sulfur monochloride on concentrated or fuming sulfuric acid; passing a mixture of sulfur dioxide and chlorine into glacial acetic acid; or reaction of carbon tetrachloride with fuming sulfuric acid.

Chlorosulfonic acid is also named chlorosulfuric acid in Chemical Abstracts, but chlorosulfonic acid is the commercial name by which it is more widely known. Other names are: sulfuric chlorohydrin, sulfuric acid chlorohydrin, mono-chlorosulfuric acid, monochlorosulfonic acid, chlorohydrated sulfuric acid and sulfuryl hydroxychloride.

1 Manufacture

Modern chemical plants manufacture chlorosulfonic acid by the direct union of equimolar quantities of sulfur trioxide and dry hydrogen chloride gas. The process is a continuous flow operation and, since it is highly exothermic, heat removal is essential to maintain the reaction temperature at 50–80 �C. The sulfur trioxide may be used in the form of 100% liquid or as a dilute gaseous mixture from a contact sulfuric acid plant. Likewise, the hydrogen chloride may be 100% gas or in a diluted form. The chemical reactor may be a packed column cooled by a water-cooled condenser to moderate the vigour of the reaction and hence avoid decomposition of the product. The chemical plant must be composed of non-corroding materials such as glass, glass-lined steel, enamel or steel coated with polytetraethylene (PTFE) so that the chlorosulfonic acid is not much contaminated with iron. A typical analysis of commercial chlorosulfonic acid would be as follows: ClSO3H 98–99.5%; H2SO4 0.2–2%; free SO3 0–2%; HCl 0–0.5% and Fe 5–50 ppm. Chlorosulfonic acid may be stored and transported in steel containers, but in this case the iron content will be in the range 25–50 ppm. The annual production of chlorosulfonic acid increased substantially after World War II due to expansion of the synthetic detergent industry and of dyes, drugs and pesticides. Worldwide there are approximately twenty listed manufacturers of chlorosulfonic acid: in the USA the two major ones are EI DuPont de Nemours Co Inc (> 30 000 tyr-1) and the Gabriel Chemical Co (> 13 000 tyr-1). The price of chlorosulfonic acid has risen from approximately US$ 209 tr-1 in 1977 to US$ 389t-1 in 1991. Further details of the preparation of chlorosulfonic acid are given in Chapter 10, p 272.

2 Physical Properties

Chlorosulfonic acid (ClSO3H) is a colourless or straw-coloured liquid which fumes in air and decomposes slightly at its boiling point. The physical properties are shown in Table 1; these vary slightly from sample to sample reflecting the different amounts of the various impurities present, e.g. hydrogen chloride, sulfur trioxide and related compounds. It is difficult to prepare a really pure sample of chlorosulfonic acid because of its instability at the boiling point, even under reduced pressure, which tends to degrade rather than purify the molecule. Pure chlorosulfonic acid has been obtained by fractional crystallization. Chlorosulfonic acid is a strong acid which is toxic and corrosive and behaves as a dehydrating, oxidizing and chlorinating agent. It is soluble in halocarbons containing hydrogen; for instance, chloroform, dichloromethane and 1,1,2,2-tetrachloroethane but is only sparingly soluble in carbon tetrachloride and carbon disulfide. It is soluble in liquid sulfur dioxide, sulfuryl chloride, acetic acid, acetic anhydride, trifluoroacetic acid, trifluoroacetic anhydride and nitrobenzene.

The structure of chlorosulfonic acid 1 was proved by Dharmatti5 who showed magnetic susceptibility measurements that the chlorine atom was directly attached to the sulfur atom and further supporting evidence was obtained from Raman spectral studies.

[MATHEMATICAL EXPRESSION NOT REPRODUCIBLE IN ASCII]

3 Chemical Properties

Chlorosulfonic acid is a powerful acid with a relatively weak sulfur-chlorine bond. It fumes in moist air producing pungent clouds of hydrogen chloride and sulfuric acid (Equation 1).

CISO3H + H2O [right arrow] H2SO4 + HCI (1)

When chlorosulfonic acid is heated it partially decomposes into sulfuryl chloride (SO2Cl2), sulfuric acid, sulfur trioxide, pyrosulfuric acid (H2S2O7), hydrogen chloride, pyrosulfuryl chloride (Cl2S2O5) and other compounds. At 170 �C, there is an equilibrium between chlorosulfonic acid, sulfuryl chloride and sulfuric acid (Equation 2). Sulfur dioxide and chlorine are not observed when chlorosulfonic acid is heated between 170 and 190 �C, but do appear at higher temperatures or when it is heated in a sealed tube (Equation 3).

[MATHEMATICAL EXPRESSION NOT REPRODUCIBLE IN ASCII] (2)

[MATHEMATICAL EXPRESSION NOT REPRODUCIBLE IN ASCII] (3)

When chlorosulfonic acid is treated with powerful dehydrating agents like phosphorus pentoxide, it is converted into its anhydride, pyrosulfuryl chloride (Cl2S2O5). Chlorosulfonic acid, by boiling in the presence of mercury salts or other catalysts, decomposes quantitatively into sulfuryl chloride and sulfuric acid. It functions as a chlorinating agent with sulfur, arsenic, antimony and tin and yields sulfur dichloride and the tetrachlorides of the other elements. With powdered tellurium or selenium, chlorosulfonic acid gives cherry-red or moss-green colours respectively and these can be used in spot tests for the acid. On heating with charcoal, it is decomposed with the evolution of sulfur dioxide, hydrogen chloride and carbon dioxide. In synthetic organic chemistry, chlorosulfonic acid can be used for sulfation of alcohols (Equation 4); sulfamation of amines (Equation 5); and the sulfonation and chlorosulfonation of aromatic compounds (Equations 6 and 7). In the latter reaction, there must be an excess (at least two equivalents) of the reagent present. All these reactions depend on the relative weakness of the sulfur-chlorine bond in chlorosulfonic acid. Chlorosulfonic acid only reacts slowly with saturated aliphatic hydrocarbons in the absence of a double bond or other reactive site, such as a tertiary...

��ber diesen Titel� kann sich auf eine andere Ausgabe dieses Titels beziehen.

Anbieterinformationen

Zur Homepage des Verk�ufers

Unternehmensdaten des Verk�ufers

Rarewaves USA
10100 West Sample Road, Ste 101, Coral Springs, FL, 33065, U.S.A.

Gesch�ftsbedingungen und Versandinformationen

Verkaufsbedingungen

Widerrufsrecht

Wenn Sie Verbraucher sind, k�nnen Sie gem�� den folgenden Bestimmungen vom Vertrag zur�cktreten. Verbraucher ist jede nat�rliche Person, die zu Zwecken handelt, die nicht ihrer kaufm�nnischen, gewerblichen, k�nstlerischen oder beruflichen T�tigkeit zugerechnet werden k�nnen.

Informationen zum Widerrufsrecht

Gesetzliches Widerrufsrecht

Sie haben das Recht, den Vertrag innerhalb von 14 Tagen ohne Angabe von Gr�nden zu widerrufen.

Die Widerrufsfrist betr�gt 14 Tage ab dem Tag, an dem Sie oder ein von Ihnen benannter Dritter, der nicht der Transporteur ist, die letzte Ware oder den letzten Posten oder das letzte Exemplar in Besitz genommen hat.

Um das Widerrufsrecht auszu�ben, f�llen Sie auf unserer Website unter „Meine Eink�ufe" in „Mein Nutzerkonto" eine eindeutige Erkl�rung elektronisch aus und senden Sie sie ab. Wir werden Ihnen unverz�glich eine Best�tigung �ber den Eingang eines solchen Widerrufs auf einem dauerhaften Datentr�ger (z. B. per E-Mail) �bermitteln.

Um die Widerrufsfrist einzuhalten, reicht es aus, dass Sie Ihre Mitteilung �ber die Aus�bung des Widerrufsrechts vor Ablauf der Widerrufsfrist absenden.

Auswirkungen des Widerrufs

Wenn Sie diesen Vertrag widerrufen, erstatten wir Ihnen alle Zahlungen, die wir von Ihnen erhalten haben, einschlie�lich der Lieferkosten (mit Ausnahme der zus�tzlichen Kosten, die entstehen, wenn Sie eine andere Art der Lieferung als die von uns angebotene g�nstigste Standardlieferung gew�hlt haben).

Wir k�nnen einen Abzug von der R�ckerstattung f�r den Wertverlust der gelieferten Waren vornehmen, wenn der Verlust auf eine unn�tige Behandlung durch Sie zur�ckzuf�hren ist.

Wir werden die R�ckerstattung unverz�glich und nicht sp�ter als 14 Tage nach dem Tag vornehmen, an dem wir �ber Ihre Entscheidung, diesen Vertrag zu widerrufen, informiert wurden.

F�r die R�ckerstattung verwenden wir dasselbe Zahlungsmittel, das Sie f�r die urspr�ngliche Transaktion verwendet haben, es sei denn, Sie haben ausdr�cklich etwas anderes vereinbart; in keinem Fall werden Ihnen aufgrund einer solchen R�ckerstattung Geb�hren berechnet.

Wir k�nnen die R�ckzahlung verweigern, bis wir die Waren wieder zur�ckerhalten haben oder Sie den Nachweis erbracht haben, dass Sie die Waren zur�ckgesandt haben, je nachdem, was eher eintritt.

Sie m�ssen die Waren unverz�glich und in jedem Fall sp�testens 14 Tage ab dem Tag, an dem Sie uns �ber den Widerruf dieses Vertrags unterrichten, an Rarewaves USA United, Coral Springs, Florida, U.S.A., zur�cksenden oder �bergeben. Die Frist ist eingehalten, wenn Sie die Ware vor Ablauf der Frist von 14 Tagen zur�cksenden. Sie m�ssen die direkten Kosten der R�cksendung der Waren tragen. Sie haften nur f�r einen etwaigen Wertverlust der Waren, der auf eine Behandlung zur�ckzuf�hren ist, die nicht zur Pr�fung der Art, Eigenschaften und Funktionsweise der Waren erforderlich ist.

Ausnahmen vom Widerrufsrecht

Das Widerrufsrecht gilt nicht f�r:

Die Lieferung von Zeitungen, Zeitschriften oder Magazinen mit Ausnahme von Abonnementvertr�gen; und
Die Lieferung digitaler Inhalte, die nicht auf einem physischen Medium (z. B. auf einer CD oder DVD) geliefert werden, wenn Sie bei Ihrer Bestellung akzeptiert haben, dass wir mit der Lieferung beginnen k�nnen und dass Sie nach Beginn der Lieferung den Vertrag nicht mehr widerrufen k�nnen.

Versandbedingungen

Please note that we do not offer Priority shipping to any country.

We currently do not ship to the below countries:

Afghanistan
Bhutan
Brazil
Brunei Darussalam
Channel Islands
Chile
Israel
Lao
Mexico
Russian Federation
Saudi Arabia
South Africa
Yemen

Please do not attempt to place orders with any of these countries as a ship to address - they will be cancelled.

Versandkosten innerhalb von USA

Versandkosten innerhalb von USA
Bestellmenge	30 bis 30�Werktage	14 bis 14�Werktage
Erster Artikel	EUR 43.70	EUR 58.56

Die Versandzeiten werden von den Verk�uferinnen und Verk�ufern festgelegt. Sie variieren je nach Versanddienstleister und Standort. Sendungen, die den Zoll passieren, k�nnen Verz�gerungen unterliegen. Eventuell anfallende Abgaben oder Geb�hren sind von der K�uferin bzw. dem K�ufer zu tragen. Die Verk�uferin bzw. der Verk�ufer kann Sie bez�glich zus�tzlicher Versandkosten kontaktieren, um einen m�glichen Anstieg der Versandkosten f�r Ihre Artikel auszugleichen.