Potassium 4-azido­benzene­sulfonate†

In, K⁺·SO₃–p-C₆H₄–N₃⁻, the conformation angle of the azido group with respect to the benzene ring is 19.1 (3)°, so that the anion is chiral within the crystal structure. In addition, the crystal structure is also chiral (Sohncke space group). The potassium ion is coordinated by three closer O atoms from three different sulfonyl groups [K⋯O 2.6486 (17) to 2.7787 (17) Å], three more distant O atoms [K⋯O 2.959 (2) to 3.206 (2) Å] and three N atoms at 3.073 (2) to 3.268 (2) Å. The anions are packed into layers perpendicular to b, only O and N atoms being at the surface of the layers. The K⁺ ions are located between the layers.

Related literature

For the synthesis, see: Biesemeier et al. (2003). For the crystal structures of the same anion with different cations, see: Biesemeier et al. (2004a,b,c).

Experimental

Crystal data

• K(C₆H₄N₃O₃S)

• M_r = 237.28

• Orthorhombic, P 2₁ 2₁ 2₁

• a = 5.4220 (5) Å

• b = 7.9937 (7) Å

• c = 19.267 (2) Å

• V = 835.08 (15) ų

• Z = 4

• Mo Kα radiation

• μ = 0.87 mm⁻¹

• T = 193 K

• 0.55 × 0.33 × 0.25 mm

Data collection

• STOE IPDS2 diffractometer

• Absorption correction: integration (XPREP; Bruker, 2012) T_min = 0.740, T_max = 0.841

• 6140 measured reflections

• 1639 independent reflections

• 1591 reflections with I > 2σ(I)

• R_int = 0.038

Refinement

• R[F² > 2σ(F²)] = 0.018

• wR(F²) = 0.048

• S = 1.09

• 1639 reflections

• 143 parameters

• All H-atom parameters refined

• Δρ_max = 0.32 e Å⁻³

• Δρ_min = −0.25 e Å⁻³

• Absolute structure: Flack x determined using 636 quotients [(I⁺)−(I⁻)]/[(I⁺)+(I⁻)] (Parsons & Flack, 2004)

• Absolute structure parameter: 0.004 (16)

Data collection: X-AREA (Stoe & Cie, 2005); cell refinement: X-AREA; data reduction: X-AREA; program(s) used to solve structure: SHELXS97 (Sheldrick, 2008); program(s) used to refine structure: SHELXL2013 (Sheldrick, 2008); molecular graphics: DIAMOND (Brandenburg, 2000); software used to prepare material for publication: SHELXL2013.

Supporting information

S1. Experimentelles

S1.1. Synthese und Kristallisation

Zur Synthese siehe Biesemeier et al. (2003). Beim letzten Schritt, der Kristallisation von K[O₃S–C₆H₄–N₃] aus Methanol, wurden die Kristalle aber nicht durch Abkühlen der Lösung erhalten, sondern durch partielle Verdunstung des Methanols bei Zimmertemperatur. Nach ihren Röntgendiagrammen haben die erhaltenen Kristalle die gleiche Struktur bei Zimmertemperatur und bei 193 K.

Elementaranalyse: C 30,30 % (ber. 30,37 %), H 1,92 % (ber. 1,70 %), N 17,68 % (ber. 17,71 %).

Infrarot-Spektrum (KBr-Pressling und Nujol-Verreibung, Absorptionsmaxima in cm^–1): 2142 (ν_as N₃), 1591, 1493, 1272 (ν_s N₃), 1207 (ν_as SO₃), 1143, 1117 (ν_s SO₃), 1041, 1005, 831, 729, 711 (ν CS), 650 (δ N₃), 569 (δ SO₃), 524.

S1.2. Verfeinerung

Die Kristalldaten und Angaben zur Messung und Strukturverfeinerung sind in Tabelle 1 zusammengestellt.

S2. Ergebnisse und Diskussion

Die Titelverbindung wurde neben Kalium-4-penta­zolylbenzolsulfonat (K⁺[O₃S–C₆H₄–N₅]^–) wie beschrieben hergestellt (Biesemeier et al., 2003), aus 4-Diazo­niumbenzolsulfonat und Natriumazid und anschließender Fällung mit KOH aus methano­lischer Lösung bei –50°C. Das [O₃S–C₆H₄N₃]^– -Ion eignet sich um K⁺ von Na⁺ durch Fällungsreaktion aus methano­lischer Lösung zu trennen. Durch Extraktion mit Aceton, Eindampfen der Lösung und Umkristallisation aus Methanol wurden Kristalle der Titelverbindung erhalten. Wird das Umkristallisieren durch Abkühlen der methano­lischen Lösung auf –45°C bewirkt, so entstehen Kristalle, die Satellitenreflexe zeigen. Lässt man dagegen das Methanol bei Zimmertemperatur verdunsten, treten keine Satellitenreflexe auf.

Das [O₃S–C₆H₄–N₃]^– -Ion hat dieselbe Struktur, wie sie schon bei [THF-K-18-Krone-8][O₃S–C₆H₄–N₃] (Biesemeier et al., 2003) und mit weiteren Kationen (Biesemeier et al., 2004a,b,c) gefunden wurde (Fig. 1). Die Azido­gruppe ist leicht geknickt (Winkel N–N–N 174,3°). Der Konformationswinkel der Azido­gruppe relativ zum aromatischen Ring beträgt 19,1°. Damit ist das Molekül im Kristall chiral; im Kristall liegt kein Racemat vor (Sohncke-Raumgruppe P2₁2₁2₁).

Ein Kalium-Ion ist von drei nähergelegenen O-Atomen aus drei verschiedenen Sulfonyl­gruppen koordiniert (S···O-Abstände 2,65 bis 2,78 Å). Dazu kommen drei etwas längere S···O-Kontakte zu drei weiteren O-Atomen. Von den insgesamt vier koordinierten Sulfonyl­gruppen sind zwei chelatartig an das K⁺ -Ion koordiniert. Etwas entfernter befinden sich Stickstoff-Atome (3,07, 3,10, 3,27 Å und weitere). Rechnet man nur die drei nächsten N-Atome zur Koordinationssphäre, so ist das Koordinationspolyeder ein 4-5-Polyeder, d.h. es hat ein verzerrtes Quadrat und ein gegenüberliegendes verzerrtes Fünfeck als Deckflächen (Fig. 2). Im Gegensatz dazu haben die N-Atome des [O₃S–C₆H₄–N₃]^– -Ions im Na[O₃S–C₆H₄–N₃] keine Kontakte mit einem Na⁺ -Ion (Biesemeier et al., 2004a,b,c, Seite 37), ebensowenig wie mit den stark abgeschirmten Kalium-Atomen im [K-18-Krone-6-THF][O₃S–C₆H₄–N₃] (Biesemeier et al., 2003).

Die [O₃S–C₆H₄–N₃]^– -Ionen sind zu Schichten senkrecht zur b-Achse gepackt. Auf den Außenseiten der Schichten befinden sich nur N- und O-Atome. Die K⁺ -Ionen befinden sich zwischen den Schichten (Fig. 3).

Related literature

For the synthesis, see: Biesemeier et al. (2003). For the crystal structures of the same anion with different cations, see: Biesemeier et al. (2004a,b,c).

Computing details

Data collection: X-AREA (Stoe & Cie, 2005); cell refinement: X-AREA (Stoe & Cie, 2005); data reduction: X-AREA (Stoe & Cie, 2005); program(s) used to solve structure: SHELXS97 (Sheldrick, 2008); program(s) used to refine structure: SHELXL2013 (Sheldrick, 2008); molecular graphics: DIAMOND (Brandenburg, 2000); software used to prepare material for publication: SHELXL2013 (Sheldrick, 2008).

Figures

	Fig. 1. Die Molekularstruktur des [O3S–C6H4–N3]^–-Ions. Schwingungsellipsoide mit 50% Aufenthaltswahrscheinlichkeit bei 193 K. Bindungslängen in Å.
	Fig. 2. Das Koordinationspolyeder um ein K^+-Ion bis 3,30 Å. Kontaktabstände in Å. Man betrachte das Stereobild über Kreuz (linkes Bild für das rechte Auge).
	Fig. 3. Die Kristallpackung in K[O3S–C6H4–N3]. Beim K^+-Ion im der Mitte unten sind alle koordinierten Atome bis zu einem Abstand von 3,30 Å eingezeichnet. Stereobild über Kreuz betrachten.

Kalium-4-azido-bezolsulfonat

Crystal data

K(C6H4N3O3S)	Dx = 1.887 Mg m^−3
Mr = 237.28	Mo Kα radiation, λ = 0.71069 Å
Orthorhombic, P212121	Cell parameters from 10459 reflections
a = 5.4220 (5) Å	θ = 2.1–26.1°
b = 7.9937 (7) Å	µ = 0.87 mm^−1
c = 19.267 (2) Å	T = 193 K
V = 835.08 (15) Å^3	Prism, yellow
Z = 4	0.55 × 0.33 × 0.25 mm
F(000) = 480

Data collection

STOE IPDS2 diffractometer	1639 independent reflections
Radiation source: sealed X-ray tube	1591 reflections with I > 2σ(I)
Graphite monochromator	Rint = 0.038
ω scans	θmax = 26.1°, θmin = 2.1°
Absorption correction: integration (XPREP; Bruker, 2012)	h = −6→6
Tmin = 0.740, Tmax = 0.841	k = −9→9
6140 measured reflections	l = −23→23

Refinement

Refinement on F^2	Secondary atom site location: difference Fourier map
Least-squares matrix: full	Hydrogen site location: difference Fourier map
R[F^2 > 2σ(F^2)] = 0.018	All H-atom parameters refined
wR(F^2) = 0.048	w = 1/[σ^2(Fo^2) + (0.0214P)^2 + 0.2034P] where P = (Fo^2 + 2Fc^2)/3
S = 1.09	(Δ/σ)max < 0.001
1639 reflections	Δρmax = 0.32 e Å^−3
143 parameters	Δρmin = −0.25 e Å^−3
0 restraints	Absolute structure: Flack x determined using 636 quotients [(I^+)-(I^-)]/[(I^+)+(I^-)] (Parsons & Flack, 2004)
Primary atom site location: structure-invariant direct methods	Absolute structure parameter: 0.004 (16)

Special details

Geometry. All e.s.d.'s (except the e.s.d. in the dihedral angle between two l.s. planes) are estimated using the full covariance matrix. The cell e.s.d.'s are taken into account individually in the estimation of e.s.d.'s in distances, angles and torsion angles; correlations between e.s.d.'s in cell parameters are only used when they are defined by crystal symmetry. An approximate (isotropic) treatment of cell e.s.d.'s is used for estimating e.s.d.'s involving l.s. planes.

Fractional atomic coordinates and isotropic or equivalent isotropic displacement parameters (Ų)

	x	y	z	Uiso*/Ueq
K	−0.01018 (9)	0.67980 (6)	0.26487 (2)	0.02287 (13)
S	0.49304 (10)	−0.10392 (6)	0.33927 (2)	0.01569 (12)
O1	0.5157 (4)	−0.28483 (18)	0.33948 (8)	0.0325 (4)
O2	0.2819 (3)	−0.0487 (2)	0.29887 (7)	0.0216 (3)
O3	0.7217 (3)	−0.0217 (2)	0.32010 (8)	0.0274 (4)
N1	0.3166 (3)	0.0942 (2)	0.63445 (9)	0.0211 (4)
N2	0.1000 (3)	0.1318 (2)	0.65003 (9)	0.0186 (4)
N3	−0.0882 (3)	0.1672 (3)	0.66954 (10)	0.0253 (4)
C1	0.4320 (4)	−0.0448 (3)	0.42651 (10)	0.0170 (4)
C2	0.2204 (4)	0.0433 (3)	0.44334 (10)	0.0193 (4)
C3	0.1787 (4)	0.0909 (3)	0.51178 (10)	0.0195 (4)
C4	0.3477 (4)	0.0485 (3)	0.56286 (10)	0.0179 (4)
C5	0.5598 (4)	−0.0410 (3)	0.54628 (11)	0.0203 (4)
C6	0.6009 (4)	−0.0873 (3)	0.47797 (11)	0.0196 (4)
H2	0.095 (4)	0.065 (3)	0.4069 (12)	0.020 (6)*
H3	0.047 (5)	0.153 (3)	0.5228 (12)	0.019 (6)*
H5	0.665 (5)	−0.074 (3)	0.5797 (13)	0.021 (6)*
H6	0.730 (5)	−0.150 (3)	0.4652 (13)	0.023 (6)*

Atomic displacement parameters (Ų)

	U^11	U^22	U^33	U^12	U^13	U^23
K	0.0214 (2)	0.0205 (2)	0.0268 (2)	−0.0031 (2)	0.0020 (2)	−0.00356 (16)
S	0.0137 (2)	0.0174 (2)	0.0159 (2)	0.0008 (2)	0.0016 (2)	−0.00066 (16)
O1	0.0519 (10)	0.0183 (8)	0.0275 (8)	0.0083 (8)	0.0062 (10)	−0.0005 (6)
O2	0.0165 (7)	0.0300 (8)	0.0183 (7)	0.0033 (7)	−0.0023 (6)	−0.0031 (6)
O3	0.0159 (7)	0.0446 (10)	0.0217 (7)	−0.0074 (7)	0.0043 (6)	−0.0003 (7)
N1	0.0184 (8)	0.0264 (9)	0.0185 (8)	−0.0001 (8)	0.0012 (7)	−0.0022 (8)
N2	0.0228 (9)	0.0187 (9)	0.0144 (8)	−0.0008 (7)	−0.0018 (7)	−0.0022 (6)
N3	0.0252 (10)	0.0290 (10)	0.0218 (9)	0.0045 (8)	0.0000 (7)	−0.0027 (8)
C1	0.0177 (10)	0.0166 (9)	0.0167 (8)	−0.0022 (8)	0.0020 (7)	−0.0003 (7)
C2	0.0162 (10)	0.0234 (10)	0.0182 (10)	0.0014 (9)	−0.0010 (7)	0.0024 (8)
C3	0.0165 (9)	0.0213 (10)	0.0208 (9)	0.0024 (9)	0.0032 (8)	−0.0001 (8)
C4	0.0178 (10)	0.0181 (10)	0.0177 (9)	−0.0044 (8)	0.0014 (7)	0.0002 (8)
C5	0.0173 (10)	0.0228 (10)	0.0207 (9)	0.0002 (8)	−0.0035 (7)	0.0014 (8)
C6	0.0147 (9)	0.0214 (11)	0.0228 (10)	0.0020 (9)	0.0012 (8)	−0.0011 (8)

Geometric parameters (Å, º)

K—O1^i	3.206 (2)	N1—C4	1.437 (3)
K—O1^ii	2.959 (2)	N1—N2	1.249 (2)
K—O2^iii	2.6486 (17)	N2—N3	1.124 (3)
K—O2^i	2.7652 (18)	C1—C2	1.385 (3)
K—O3^iv	2.7787 (17)	C1—C6	1.392 (3)
K—O3^ii	2.9900 (19)	C2—C3	1.391 (3)
K—N1^v	3.0731 (19)	C3—C4	1.387 (3)
K—N3^vi	3.1001 (19)	C4—C5	1.391 (3)
K—N1^vii	3.2680 (18)	C5—C6	1.385 (3)
S—O1	1.4514 (15)	C2—H2	0.99 (2)
S—O2	1.4530 (15)	C3—H3	0.90 (3)
S—O3	1.4510 (16)	C5—H5	0.90 (3)
S—C1	1.7772 (19)	C6—H6	0.90 (3)
O2^iii—K—O2^i	165.85 (3)	N3^vi—K—N1^vii	63.38 (5)
O2^iii—K—O3^iv	68.91 (5)	O1^i—K—N1^vii	90.59 (4)
O2^i—K—O3^iv	105.79 (5)	O3—S—O1	112.31 (12)
O2^iii—K—O1^ii	78.93 (5)	O3—S—O2	113.54 (9)
O2^i—K—O1^ii	107.90 (5)	O1—S—O2	111.77 (11)
O3^iv—K—O1^ii	146.17 (5)	O1—S—C1	106.14 (9)
O2^iii—K—O3^ii	116.42 (5)	O2—S—C1	106.21 (9)
O2^i—K—O3^ii	64.39 (4)	O3—S—C1	106.23 (9)
O3^iv—K—O3^ii	161.09 (5)	S—O1—K^viii	99.64 (10)
O1^ii—K—O3^ii	47.81 (4)	S—O1—K^ix	90.64 (9)
O2^iii—K—N1^v	68.35 (5)	S—O2—K^x	153.64 (10)
O2^i—K—N1^v	125.79 (5)	S—O2—K^ix	109.87 (9)
O3^iv—K—N1^v	97.52 (5)	S—O3—K^xi	153.32 (10)
O1^ii—K—N1^v	59.72 (5)	S—O3—K^viii	98.31 (9)
O3^ii—K—N1^v	101.27 (5)	N2—N1—C4	113.74 (17)
O2^iii—K—N3^vi	66.84 (5)	N1—N2—N3	174.3 (2)
O2^i—K—N3^vi	103.47 (5)	C2—C1—C6	120.18 (18)
O3^iv—K—N3^vi	105.97 (5)	C2—C1—S	120.73 (15)
O1^ii—K—N3^vi	68.90 (5)	C6—C1—S	119.09 (16)
O3^ii—K—N3^vi	63.54 (5)	C1—C2—C3	119.72 (19)
N1^v—K—N3^vi	116.14 (5)	C1—C2—H2	119.5 (14)
O2^iii—K—O1^i	139.77 (5)	C3—C2—H2	120.7 (14)
O2^i—K—O1^i	46.78 (4)	C4—C3—C2	119.89 (19)
O3^iv—K—O1^i	79.32 (5)	C4—C3—H3	119.6 (15)
O1^ii—K—O1^i	123.12 (5)	C2—C3—H3	120.5 (15)
O3^ii—K—O1^i	101.68 (4)	C3—C4—C5	120.59 (19)
N1^v—K—O1^i	92.96 (5)	C3—C4—N1	122.77 (19)
N3^vi—K—O1^i	148.83 (5)	C5—C4—N1	116.64 (18)
O2^iii—K—N1^vii	101.73 (5)	C6—C5—C4	119.3 (2)
O2^i—K—N1^vii	64.18 (4)	C6—C5—H5	119.9 (16)
O3^iv—K—N1^vii	71.73 (5)	C4—C5—H5	120.8 (16)
O1^ii—K—N1^vii	126.86 (5)	C5—C6—C1	120.4 (2)
O3^ii—K—N1^vii	89.35 (5)	C5—C6—H6	122.5 (16)
N1^v—K—N1^vii	167.85 (5)	C1—C6—H6	117.0 (16)
N2—N1—C4—C3	19.1 (3)	O1—S—C1—C2	−121.7 (2)
N2—N1—C4—C5	−161.41 (19)	O2—S—C1—C2	−2.6 (2)
C3—C4—C5—C6	0.1 (3)	O1—S—C1—C6	58.7 (2)
N1—C4—C5—C6	−179.5 (2)	O2—S—C1—C6	177.77 (17)
C5—C4—C3—C2	0.3 (3)	O3—S—C1—C2	118.55 (19)
N1—C4—C3—C2	179.8 (2)	O3—S—C1—C6	−61.1 (2)
C1—C2—C3—C4	−0.7 (3)	C4—C5—C6—C1	0.0 (3)
C3—C2—C1—C6	0.8 (3)	C2—C1—C6—C5	−0.5 (3)
C3—C2—C1—S	−178.80 (17)	S—C1—C6—C5	179.14 (18)

Symmetry codes: (i) x, y+1, z; (ii) x−1, y+1, z; (iii) −x, y+1/2, −z+1/2; (iv) −x+1, y+1/2, −z+1/2; (v) x−1/2, −y+1/2, −z+1; (vi) −x−1/2, −y+1, z−1/2; (vii) −x+1/2, −y+1, z−1/2; (viii) x+1, y−1, z; (ix) x, y−1, z; (x) −x, y−1/2, −z+1/2; (xi) −x+1, y−1/2, −z+1/2.

 

Footnotes

†This paper is dedicated to Professor Dr Werner Massa on his 70th birthday.