氯磺酰异氰酸酯

氯磺酰异氰酸酯（化学式：ClSO₂NCO），缩写CSI。有机合成试剂。

氯磺酰异氰酸酯
IUPAC名 Chlorosulfonyl isocyanate
别名	异氰酸氯磺酸酯；异氰酸氯磺酯；磺酰氯异氰酸酯
缩写	CSI
识别
CAS号	1189-71-5
PubChem	70918
ChemSpider	64080
SMILES	ClS(=O)(=O)\N=C=O
InChI	1/CClNO3S/c2-7(5,6)3-1-4
InChIKey	WRJWRGBVPUUDLA-UHFFFAOYAX
性质
化学式	CNClO3S
摩尔质量	141.53 g·mol⁻¹
外观	无色液体
密度	1.626 g/mL (25°C)
熔点	−44 °C
沸点	107 °C
溶解性	遇水分解，可溶于氯代烃、乙腈
折光度n D	1.447
危险性
欧盟危险性符号 腐蚀性 C
警示术语	R：R14, R20/22, R34, R42
安全术语	S：S23, S26, S30, S36/37/39, S45
若非注明，所有数据均出自标准状态（25 ℃，100 kPa）下。

性质

氯磺酰异氰酸酯是一种高度腐蚀性的无色透明易流动液体。有毒！对呼吸道和皮肤有强烈刺激性。易吸湿，在空气中形成烟雾，遇水剧烈反应生成氨基磺酸、氯化氢和二氧化碳。可溶于多数有机溶剂。用聚乙烯器皿储存。300°C 以下稳定。

历史

1950年代由德国化学家 Graf 通过用等量的氯化氰与三氧化硫反应首先制得。^[1]

制取

由氯化氰与三氧化硫反应并蒸馏而得。

${\displaystyle {\rm {\ SO_{3}+ClCN\rightarrow ClSO_{2}NCO}}}$ 

用途

化学性质非常活泼。分子中有氯磺酰基和异氰酸基，两者都是很活泼的官能团。^[2] 碳和硫原子是分子中的两个亲电位点，可受亲核进攻。^[3] 异氰酸酯的 N=C 部分也能发生表环加成。

一些性质有：

• 与三元环生成 β-内酰胺。
• 与烯烃发生[2+2]环加成反应生成 β-内酰胺。
• 与炔烃反应生成6-氯-1,2,3-噁噻嗪-2,2-二氧化物。
• 与醇反应生成氯磺酰氨基甲酸酯，^[4] 脱羧得到取代氯磺酰胺。
• 与醛反应生成氯磺酰基亚胺，并放出二氧化碳；或生成取代4-氧代-1,3,5-二噁嗪烷-5-磺酰氯。
• 与有α-氢的酮反应生成1,2,3-噁噻嗪-4(3H)-酮-2,2-二氧化物或1,4,2-二噁嗪-3(2H)-酮。
• 与羧酸反应生成羧酸·氯磺酰氨基甲酸酐，脱羧得到N-氯磺酰基酰胺，进一步用三乙胺／二甲基甲酰胺处理可得腈。
• 与伯酰胺反应生成腈。
• 与烷烃在可见光、紫外或加热条件下生成氯代烃。
• 与胺反应生成N-取代硫酰胺。

参考资料

1. Roderich Graf. Über die Umsetzung von Chlorcyan mit Schwefeltrioxyd. Chem. Ber. 1956, 89 (4): 1071–1079. doi:10.1002/cber.19560890437. 
2. Miller, M. J.; Ghosh, M.; Guzzo, P. R.; Vogt, P. F.; Hu, J.; Filzen, G. F.; Geyer, A. G. (2005). "Chlorosulfonyl Isocyanate" in "Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis". John Wiley & Sons: New York.
3. D. N. Dhar, K. S. K. Murthy. Recent Advances in the Chemistry of Chlorosulfonyl Isocyanate. Synthesis. 1986: 437–449. doi:10.1055/s-1986-31671. 
4. Burgess, E. M.; Penton, Jr., H. R.; Taylor, E. A.; Williams, W. M. "Conversion of Primary Alcohols to Urethanes via the Inner Salt of Triethylammonium Hydroxide: Methyl (Carboxylsulfamoyl) Triethylammonium Hydroxide Methyl n-Hexylcarbamate （页面存档备份，存于互联网档案馆）". Organic Syntheses, Coll. Vol. 6, p.788.