Heptaschwefelimid

Heptaschwefelimid ist eine anorganische chemische Verbindung des Schwefels. Sie gehört zur Stoffgruppe der Schwefelimide. Die Struktur der Schwefel-Stickstoff-Verbindung entspricht formal der des Cyclooctaschwefels S₈.

Darstellung und Gewinnung

Das Heptaschwefelimid kann durch die Umsetzung von Schwefel mit Natriumazid in Hexamethylphosphorsäuretriamid hergestellt werden. Dabei resultiert zunächst ein Natriumsalz, dessen Protolyse zum freien Imid führt.

$\frac{7}{8}\mathrm{S}{\phantom{A}}_8+\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{N}{\phantom{A}}_3⟶\mathrm{N}{\phantom{A}}_2+\mathrm{S}{\phantom{A}}_7\mathrm{N}{\phantom{A}}^{-}\mathrm{N}\mathrm{a}{\phantom{A}}^{+}\stackrel{\mathrm{H}{\phantom{A}}^{+}}{\to }\mathrm{S}{\phantom{A}}_7\mathrm{N}\mathrm{H}$

Eigenschaften

Heptaschwefelimid ist ein blassgelber Feststoff, der bei 113,5 °C schmilzt. Die Verbindung kristallisiert in einem rhombischen Kristallsystem.

Es besitzt die Eigenschaften einer schwachen Säure, da entsprechende Salze wie S₇NNa oder S₇N-Hg-NS₇ bekannt sind. Die Umsetzung von Heptaschwefelimid mit den entsprechenden Schwefeldichloriden S_nCl₂ mit n = 1, 2, 3, 5 ergeben die Oligoschwefeldinitride S_xN₂ mit x = 15, 16, 17, 19. Es ergibt sich eine Grundstruktur S₇N–S_n–NS₇, wobei zwei S₇N-Ringstrukturen über ein, zwei, drei bzw. fünf Schwefelatome verbunden sind.

Ähnliche Substitutionsreaktionen sind auch mit anderen Halogenverbindungen möglich. Mit Thionylchlorid wird das Bis(heptaschwefelimido)-sulfoxid erhalten.

Analog erfolgt mit Verbindungen wie Bortrichlorid, Bortribromid oder Acetylchlorid eine Substitution an der NH-Struktur.

$\mathrm{S}{\phantom{A}}_7\mathrm{N}\mathrm{H}+\mathrm{B}\mathrm{C}\mathrm{l}{\phantom{A}}_3⟶\mathrm{S}{\phantom{A}}_7\mathrm{N}\mathrm{B}\mathrm{C}\mathrm{l}{\phantom{A}}_2+\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{l}$

$\mathrm{S}{\phantom{A}}_7\mathrm{N}\mathrm{H}+\mathrm{B}\mathrm{B}\mathrm{r}{\phantom{A}}_3⟶\mathrm{S}{\phantom{A}}_7\mathrm{N}\mathrm{B}\mathrm{B}\mathrm{r}{\phantom{A}}_2+\mathrm{H}\mathrm{B}\mathrm{r}$

$\mathrm{S}{\phantom{A}}_7\mathrm{N}\mathrm{H}+\mathrm{C}\mathrm{H}{\phantom{A}}_3\mathrm{C}\mathrm{O}\mathrm{C}\mathrm{l}⟶\mathrm{C}\mathrm{H}{\phantom{A}}_3\mathrm{C}\mathrm{O}\mathrm{N}\mathrm{S}{\phantom{A}}_7+\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{l}$

Die Umsetzung mit Trimethylsilyldimethylamin ergibt die entsprechende Substitution mit der Trimethylsilylgruppe.

$\mathrm{S}{\phantom{A}}_7\mathrm{N}\mathrm{H}+(\mathrm{H}{\phantom{A}}_3\mathrm{C}){\phantom{A}}_3\mathrm{S}\mathrm{i}\mathrm{N}(\mathrm{C}\mathrm{H}{\phantom{A}}_3){\phantom{A}}_2⟶\mathrm{S}{\phantom{A}}_7\mathrm{N}\mathrm{S}\mathrm{i}(\mathrm{C}\mathrm{H}{\phantom{A}}_3){\phantom{A}}_3+\mathrm{H}\mathrm{N}(\mathrm{C}\mathrm{H}{\phantom{A}}_3){\phantom{A}}_2$