Methylisocyanat

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Strukturformel
Strukturformel von Methylisocyanat
Allgemeines
NameMethylisocyanat
Andere Namen
  • MIC
  • Isocyanatomethan
  • Isocyansäuremethylester
SummenformelC2H3NO
Kurzbeschreibung

farblose, tränenreizende Flüssigkeit mit stechendem Geruch[1]

Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer624-83-9
EG-Nummer210-866-3
ECHA-InfoCard100.009.879
PubChem12228
ChemSpider11727
DrugBankDB12765
WikidataQ410431
Eigenschaften
Molare Masse57,05g·mol−1
Aggregatzustand

flüssig

Dichte

0,96 g·cm−3[2]

Schmelzpunkt

−45°C[2]

Siedepunkt

39,5 °C[2]

Dampfdruck
  • 464 hPa (20 °C)[2]
  • 710 hPa (30 °C)[2]
  • 1050 hPa (40 °C)[2]
  • 1510 hPa (50 °C)[2]
Löslichkeit

zersetzt sich in Wasser und Alkoholen[1]

Brechungsindex

1,3637[1]

Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung aus Verordnung (EG) Nr. 1272/2008 (CLP),[3] ggf. erweitert[2]
GefahrensymbolGefahrensymbolGefahrensymbolGefahrensymbol

Gefahr

H- und P-SätzeH:225​‐​361d​‐​330​‐​311​‐​301​‐​334​‐​317​‐​335​‐​315​‐​318
P:?
MAK

0,024 mg·m−3[2]

Toxikologische Daten

71 mg·kg−1 (LD50Ratteoral)[1]

Thermodynamische Eigenschaften
ΔHf0

−92,0 kJ/mol[4]

Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten beiStandardbedingungen (0 °C, 1000 hPa). Brechungsindex:Na-D-Linie, 20 °C

Methylisocyanat (kurz MIC) ist der einfachsteEster derIsocyansäure. Es ist eine sehr reaktivechemische Verbindung, die z. B. bei der Herstellung vonInsektiziden verwendet wird. Wie die Isocyansäure und die anderenIsocyanate ist es hoch toxisch.

Inhaltsverzeichnis

Geschichte

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Hauptartikel:Katastrophe von Bhopal

ImindischenBhopal ereignete sich am 3. Dezember 1984 ein schwerer Chemieunfall mit Methylisocyanat. Dabei entwichen aus einem defekten Tank einer Pestizidfabrik des amerikanischen ChemiekonzernsUnion Carbide in der Nähe der Stadt zwischen 25 und 40 Tonnen Methylisocyanat. Infolge dieses Chemieunfalls kamen nach Schätzungen 3.800 bis 25.000 Menschen ums Leben. Zudem kam es zu einer immensen Vergiftung der Umwelt.[5]

Bis zum Frühjahr 2011 wurden diese Stoffe auch im Werk derBayer AG inInstitute (West Virginia) hergestellt. Am 11. Januar 2011 kündigte Bayer an, in diesem Werk, das als Schwester-Fabrik von Bhopal galt, die MIC-Produktion bis zum Sommer 2012 zu beenden.[6] Am 10. Februar 2011 gab ein Gericht in Charleston im US-Bundesstaat West Virginia einer Klage von 16 Anwohnern des Bayer-Werks in Institute statt und untersagte die Produktion der hochgiftigen Chemikalie vorläufig. Ohne auf das abschließende Urteil zu warten, beschloss daraufhin das Bayer-Management, die Produktion nicht wieder aufzunehmen.[7]

Gewinnung und Darstellung

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Technisch wird Methylisocyanat durchReaktion vonMethylamin undPhosgen hergestellt. Nach Abspaltung vonChlorwasserstoff (HCl) wird das ZwischenproduktN-Methylcarbamoylchlorid in Methylisocyanat umgewandelt:

Synthese von Methylisocyanat
Synthese von Methylisocyanat

Methylamin reagiert im ersten Schritt bei −20 °C bis 60 °C mit Phosgen unter HCl-Abspaltung zuN-Methylcarbamoylchlorid. Im zweiten Schritt bei 100–200 °C entsteht unter erneuterEliminierung von HCl Methylisocyanat.

Eigenschaften

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Physikalische Eigenschaften

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Methylisocyanat ist eine flüchtige, farblose Flüssigkeit, die stark tränenerregend ist und konzentriert einen stechenden Geruch aufweist. Bei leicht erhöhten Temperaturen (38 °C) geht sie in dengasförmigenAggregatzustand über, in welchem sie schwerer alsLuft ist.

Chemische Eigenschaften

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Methylisocyanat reagiert bei der Umsetzung mitAlkoholen zuCarbamaten:

CH3N=C=O+ROHCH3NHCOOR{\displaystyle \mathrm {CH_{3}{-}N{=}C{=}O+R{-}OH\longrightarrow CH_{3}NH{-}CO{-}OR} }

MitAminen kann Methylisocyanat inHarnstoffderivate überführt werden:

CH3N=C=O+(R1)(R2)NH{\displaystyle \mathrm {CH_{3}{-}N{=}C{=}O+(R^{1})(R^{2})NH\longrightarrow } }CH3NHCON(R1)(R2) {\displaystyle \mathrm {CH_{3}NH{-}CO{-}N(R^{1})(R^{2})\ } }

Sicherheitstechnische Kenngrößen

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Methylisocyanat bildet leicht entzündliche Dampf-Luft-Gemische. Die Verbindung hat einenFlammpunkt von ca. −35 °C.[2] DerExplosionsbereich liegt zwischen 5,3 Vol.‑% (126 g·m−1) als untere Explosionsgrenze (UEG) und 26 Vol.‑% (618 g·m−1) als obere Explosionsgrenze (OEG).[2] DieGrenzspaltweite wurde mit 1,21 mm (50 °C) bestimmt.[2] Es resultiert damit eine Zuordnung in dieExplosionsgruppe IIA. DieZündtemperatur beträgt 530 °C.[2] Der Stoff fällt somit in dieTemperaturklasse T1.

Verwendung

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Methylisocyanat wird vor allem zur Herstellung derCarbamateAldicarb (Temik),Carbofuran (Furadan),Carbaryl (Sevin),Methomyl undOxamyl verwendet. Bei Umsetzung mitAlkoholen bilden sich Methylcarbamidsäureester, mitThiolen Methylthiourethane.

In der Pestizidfabrik des amerikanischen Chemiekonzerns Union Carbide in der Nähe der StadtBhopal wurden die Wirkstoffe Carbaryl und Aldicarb produziert.

Physiologie

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Reaktion von Methylisocyanat mit Glutathion

Die direkte Toxizität von Methylisocyanat resultiert aus der Fähigkeit, zahlreichenukleophile GruppenstoffwechselaktiverBiomoleküle anzugreifen.

Ein Mechanismus für den Transport von Methylisocyanat im Körper wurde 1992 entdeckt. Demnach kannGlutathion, einTripeptid, dessen Aufgabe es eigentlich ist, denOrganismus vor der Schädigung durchtoxische Substanzen zu schützen, Methylisocyanatreversibel an dieThiolgruppe addieren und damit transportieren.

Sicherheitshinweise

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Methylisocyanat verursacht beiExposition Verätzungen derSchleimhäute,Augen undLungen, jedoch wurden bei Opfern des Bhopalunglücks vielfach auch schwere Verätzungen innerer Organe festgestellt. Dieser Befund war insofern überraschend, als Methylisocyanat zu reaktiv ist, um unverändert in den Kreislauf zu gelangen.

Methylisocyanat ist als potentiell fruchtschädigend eingestuft.[2]

Astronomie

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Im DoppelsternsystemIRAS 16293-2422 wurde Methylisocyanat entdeckt. Dies zeigt, dass in jungen sonnenähnlichen Systemen Bausteine für die Entwicklung von Leben vorhanden sind.[8]

Weblinks

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Einzelnachweise

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  1. abcdEintrag zuMethylisocyanat. In:Römpp Online. Georg Thieme Verlag, abgerufen am 4. Mai 2014.
  2. abcdefghijklmnEintrag zuMethylisocyanat in derGESTIS-Stoffdatenbank desIFA, abgerufen am 19. Januar 2020. (JavaScript erforderlich)
  3. Eintrag zuMethyl isocyanate imClassification and Labelling Inventory derEuropäischen Chemikalienagentur (ECHA), abgerufen am 1. Februar 2016. Hersteller bzw.Inverkehrbringer können die harmonisierte Einstufung und Kennzeichnungerweitern.
  4. David R. Lide (Hrsg.): CRC Handbook of Chemistry and Physics. 90. Auflage. (Internet-Version: 2010), CRC Press / Taylor and Francis, Boca Raton FL,Standard Thermodynamic Properties of Chemical Substances, S. 5-22.
  5. Stadt unterm Leichentuch,einestages Zeitgeschichten aufSPIEGEL Online, 1. Dezember 2009.
  6. cbgnetwork.org:Bayer stellt Produktion von Bhopal-Chemikalie MIC ein; 12. Januar 2010.
  7. bhopal.net:Bayer finally gives up toxic MIC production in Institute, WV, 19. März 2011.
  8. Peter Friedrich, Susanne Friedrich, Johannes Hölzl:Organische Moleküle um Junge Sterne. In:Regiomontanusbote, Zeitschrift derNürnberger Astronomischen Arbeitsgemeinschaft e. V.Nr. 3, 2017,S. 24 (zitiert nach der Quelle: ESO-Pressemitteilung 1718). 
Normdaten (Sachbegriff):GND:4169724-8(lobid,OGND,AKS)
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