Methylisocyanat

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Strukturformel
Strukturformel von Methylisocyanat
Allgemeines
Name Methylisocyanat
Andere Namen
  • MIC
  • Isocyanatomethan
  • Isocyansäuremethylester
Summenformel C2H3NO
CAS-Nummer 624-83-9
PubChem 12228
Kurzbeschreibung

farblose, tränenreizende Flüssigkeit mit stechendem Geruch[1]

Eigenschaften
Molare Masse 57,05 g·mol−1
Aggregatzustand

flüssig

Dichte

0,96 g·cm−3[2]

Schmelzpunkt

−45 °C °C[2]

Siedepunkt

38 °C[2]

Dampfdruck

46,4 kPa (20 °C)[2]

Löslichkeit

zersetzt sich in Wasser und Alkoholen[1]

Brechungsindex

1,3637[1]

Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung aus EU-Verordnung (EG) 1272/2008 (CLP) [3]
02 – Leicht-/Hochentzündlich 06 – Giftig oder sehr giftig 05 – Ätzend 08 – Gesundheitsgefährdend

Gefahr

H- und P-Sätze H: 225​‐​361d​‐​330​‐​311​‐​301​‐​334Vorlage:H-Sätze/Wartung/mehr als 5 Sätze​‐​317​‐​335​‐​315​‐​318
P: ?
EU-Gefahrstoffkennzeichnung [4] aus EU-Verordnung (EG) 1272/2008 (CLP) [3]
Leichtentzündlich Sehr giftig
Leicht-
entzündlich
Sehr giftig
(F) (T+)
R- und S-Sätze R: 11​‐​24/25​‐​26​‐​37/38​‐​41​‐​42/43Vorlage:R-Sätze/Wartung/mehr als 5 Sätze​‐​63
S: (1/2)​‐​16​‐​26​‐​27/28​‐​36/37/39​‐​45Vorlage:S-Sätze/Wartung/mehr als 5 Sätze​‐​63
MAK

0,024 mg·m−3[2]

Toxikologische Daten

71 mg·kg−1 (LD50Ratteoral)[1]

Thermodynamische Eigenschaften
ΔHf0

−92,0 kJ/mol[5]

Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen. Brechungsindex: Na-D-Linie, 20 °C
Vorlage:Infobox Chemikalie/Summenformelsuche vorhanden

Methylisocyanat (kurz MIC) ist der einfachste Ester der Isocyansäure. Es ist eine sehr reaktive chemische Verbindung, die z. B. bei der Herstellung von Insektiziden verwendet wird. Wie die Isocyansäure und die anderen Isocyanate ist es sehr giftig.

Geschichte[Bearbeiten]

Hauptartikel: Katastrophe von Bhopal

Im indischen Bhopal ereignete sich am 3. Dezember 1984 ein schwerer Chemieunfall mit Methylisocyanat. Dabei entwichen aus einem defekten Tank einer Pestizidfabrik des amerikanischen Chemiekonzerns Union 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.[6]

Bis im Frühjahr 2011 wurden diese Stoffe auch im Werk der Bayer AG in Institute (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.[7] 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.[8]

Gewinnung und Darstellung[Bearbeiten]

Technisch wird Methylisocyanat durch Reaktion von Methylamin und Phosgen hergestellt. Nach Abspaltung von Chlorwasserstoff (HCl) wird das Zwischenprodukt N-Methylcarbamoylchlorid in Methylisocyanat umgewandelt:

Synthese von Methylisocyanat

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

Eigenschaften[Bearbeiten]

Physikalische Eigenschaften[Bearbeiten]

Methylisocyanat ist eine flüchtige, farblose Flüssigkeit, die stark tränenerregend ist und konzentriert einen stechenden Geruch aufweist. Sie ist leicht entflammbar (Flammpunkt bei −7 °C). Bei leicht erhöhten Temperaturen (38 °C) geht sie in den gasförmigen Aggregatzustand über, in welchem sie schwerer als Luft ist und mit dieser leicht explosive Gemische bildet (Explosionsgrenzen: 5,3–26 Volumenprozent Methylisocyanat). Gasförmiges Methylisocyanat entzündet sich selbstständig bei 535 °C.

Chemische Eigenschaften[Bearbeiten]

Methylisocyanat reagiert bei der Umsetzung mit Alkoholen zu Carbamaten:

\mathrm{ CH_3{-}N{=}C{=}O + R{-}OH \longrightarrow CH_3NH{-}CO{-}OR}


Mit Aminen kann Methylisocyanat in Harnstoffderivate überführt werden:

\mathrm{ CH_3{-}N{=}C{=}O + (R^1)(R^2)NH \longrightarrow } \mathrm{CH_3NH{-}CO{-}N(R^1)(R^2) \ }

Verwendung[Bearbeiten]

Methylisocyanat wird vor allem zur Herstellung der Carbamate Aldicarb (Temik), Carbofuran (Furadan), Carbaryl (Sevin), Methomyl oder Oxamyl verwendet.

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

Physiologie[Bearbeiten]

Reaktion von Methylisocyanat mit Glutathion

Die direkte Toxizität von Methylisocyanat resultiert aus der Fähigkeit, zahlreiche nukleophile Gruppen stoffwechselaktiver Biomoleküle anzugreifen.

Ein Mechanismus für den Transport von Methylisocyanat im Körper wurde 1992 entdeckt. Demnach kann Glutathion, ein Tripeptid, dessen Aufgabe es eigentlich ist, den Organismus vor der Schädigung durch toxische Substanzen zu schützen, Methylisocyanat reversibel an die Thiolgruppe addieren und damit transportieren.

Sicherheitshinweise[Bearbeiten]

Methylisocyanat verursacht bei Exposition Verätzungen der Schleimhäute, Augen und Lungen, 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 möglicherweise fruchtschädigend.

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. a b c d Eintrag: Methylisocyanat. In: Römpp Online. Georg Thieme Verlag, abgerufen am 4. Mai 2014.
  2. a b c d e Eintrag zu Methylisocyanat in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 25. April 2008 (JavaScript erforderlich).
  3. a b Eintrag aus der CLP-Verordnung zu CAS-Nr. 624-83-9 in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA (JavaScript erforderlich).
  4. Seit 1. Dezember 2012 ist für Stoffe ausschließlich die GHS-Gefahrstoffkennzeichnung zulässig. Bis zum 1. Juni 2015 dürfen noch die R-Sätze dieses Stoffes für die Einstufung von Gemischen herangezogen werden, anschließend ist die EU-Gefahrstoffkennzeichnung von rein historischem Interesse.
  5. 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.
  6. Stadt unterm Leichentuch, einestages Zeitgeschichten auf SPIEGEL-Online, 1. Dezember 2009.
  7. cbgnetwork.org: Bayer stellt Produktion von Bhopal-Chemikalie MIC ein; 12. Januar 2010.
  8. bhopal.net: Bayer finally gives up toxic MIC production in Institute, WV, 19. März 2011.

Weblinks[Bearbeiten]