Carbamate

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Carbamate
Carbamate Ester Formula V.1.svg
Carbamatester – Ester der Carbamidsäure – mit der blau markierten Carbamatgruppe. Dabei gilt: R1 und R2 sind Organyl-Reste (Alkyl-Reste, Aryl-Reste, Arylalkyl-Reste etc.) oder Wasserstoffatome. R3 kann ein Organyl-Rest (Alkyl-Rest, Aryl-Rest, Arylalkyl-Rest etc.) sein.
Carbamate Salt Formula V.1.svg
Carbamatnatriumsalz – Salz der Carbamidsäure – mit der blau markierten Carbamatgruppe. Dabei gilt: R1 und R2 sind Organyl-Reste (Alkyl-Reste, Aryl-Reste, Arylalkyl-Reste etc.) oder Wasserstoffatome. Das Natriumkation ist nur ein Beispiel, andere Kationen können ebenso als Gegenion des Carbamatanions dienen.

Carbamate sind Salze und Ester der Carbamidsäuren (R2N–COOH). Die Ester werden häufiger als Urethane bezeichnet. Auch Polyurethane gehören zu den Carbamaten.

Herstellung[Bearbeiten]

Carbamate lassen sich aus Isocyanaten und Alkoholen durch eine Additionsreaktion herstellen, wobei R1 und R2 Organylgruppen, wie z. B. Alkylgruppen oder Arylgruppen sind:[1]

Darstellung von Carbamat aus Isocyanat und Alkohol

Alternativ können Carbamate durch Umsetzung von Chlorameisensäureestern oder Kohlensäureestern mit Aminen hergestellt werden.

In seltenen Fällen mag eine Herstellung aus einem Amin und CO2 gelingen:

R2NH + CO2 → R2NCO2H

Im Allgemeinen sind Carbaminsäuren jedoch instabil und decarboxylieren.

Eigenschaften[Bearbeiten]

Urethane sind meist gut kristallisierende Feststoffe und dienen daher in der chemischen Analytik als Identifikationspräparate.

Die Giftigkeit einiger Carbamate (z. B. Bendiocarb) kommt der als Pestizide verwendeten Phosphorsäurederivate (Phosphorsäureester) gleich und beruht auf ihrer neurotoxischen Wirkung. Die Persistenz in der Umwelt beträgt 1 bis 12 Wochen. Carbamate sind hydrolysestabiler als Ester.

Verwendung[Bearbeiten]

Carbamate werden seit den 1950er Jahren vor allem als Insektizide, Fungizide und Herbizide in der Landwirtschaft eingesetzt. Der weltweite Verbrauch an Carbamaten lag 1995 bei etwa 30.000 Tonnen. Ammoniumcarbamat ist als Zwischenprodukt bei der technischen Gewinnung von Harnstoff von Bedeutung. Einige Carbamate wurden früher als Schlafmittel verwendet. In der organischen Synthese werden Carbamate wegen ihrer Stabilität gegenüber basenkatalysierter Hydrolyse als Schutzgruppen für Amine eingesetzt.[2]

Carbamat-analoge Stoffgruppen mit Heteroatomen[Bearbeiten]

Durch Ersetzen eines oder beider Sauerstoffatome im Molekül gelangt man zu den heteroanalogen Verbindungen der Carbamate[3] (R1 bis R4 = aliphatische bzw. aromatische Reste oder Wasserstoff).

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. Siegfried Hauptmann: Organische Chemie, VEB Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie, Leipzig, 1985, S. 325. ISBN 3-342-00280-8.
  2. Schutzgruppen. In: Römpp Online. Georg Thieme Verlag, abgerufen am 5. September 2013.
  3. Matthys J. Janssen: Thiolo, Thiono, und Dithio Acids and Esters in: The Chemistry of Carboxylic Acids and Their Esters (1969) Kap. 15.