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{{Infobox Chemikalie
| Strukturformel = [[Datei:1-4-Dioxane.svg|Strukturformel von 1,4-Dioxan]]
| Andere Namen = * 1,4-Dioxacyclohexan
* Glycolethylenether
* Glycolethylether
* Diethylendioxid
* Ethylendioxid
* Tetrahydro-1,4-dioxin
| Summenformel = C4H8O2
| CAS = {{CASRN|123-91-1}}
| EG-Nummer = 204-661-8
| ECHA-ID = 100.004.239
| PubChem = 31275
| ChemSpider = 29015
| DrugBank = DB03316
| Beschreibung = farblose, brennbare, etwas ölige, angenehm riechende Flüssigkeit<ref name="römpp">{{RömppOnline|ID=RD-04-01868|Name=1,4-Dioxan|Abruf=2025-07-24}}</ref>
| Molare Masse = 88,11 g·[[mol]]−1
| Aggregat = flüssig<ref name="römpp" />
| Dichte = 1,03 g·cm−3<ref name="römpp" />
| Schmelzpunkt = 11,8 [[Grad Celsius|°C]]<ref name="römpp" />
| Siedepunkt = 101 °C<ref name="römpp" />
| Dampfdruck = * 38,4 h[[Pascal (Einheit)|Pa]] (20 °C)<ref name="GESTIS">{{GESTIS|Name=1,4-Dioxan|ZVG=31770|CAS=123-91-1|Abruf=2023-01-03}}</ref>
* 63,9 hPa (30 °C)<ref name="GESTIS" />
* 102 hPa (40 °C)<ref name="GESTIS" />
* 159 hPa (50 °C)<ref name="GESTIS" />
| Löslichkeit = mischbar mit Wasser, [[Ethanol]], [[Diethylether]] und [[Aceton]]<ref name="römpp" />
| Brechungsindex = 1,422 (20 °C)<ref name="Sigma">{{Sigma-Aldrich|SIAL|296309|Abruf=2011-03-05}}</ref>
| CLH = {{CLH-ECHA|ID=100.004.239 |Name=1,4-dioxane |Abruf=2022-12-07}}
| Quelle GHS-Kz = <ref name="GESTIS" />
| GHS-Piktogramme = {{GHS-Piktogramme|02|08|07}}
| GHS-Signalwort = Gefahr
| H = {{H-Sätze|225|319|335|350}}
| EUH = {{EUH-Sätze|019|066}}
| P = {{P-Sätze|202|210|233|240|305+351+338|308+313}}
| Quelle P = <ref name="GESTIS" />
| REACH = {{REACH|ECHA-ID=100.004.239 |Zulassungspflicht= |Artikel57=aGU |Abruf=2021-07-11}}
| MAK = * [[Deutsche Forschungsgemeinschaft|DFG]]: 20 ml·m−3<ref name="GESTIS" />
* Schweiz: 20 ml·m−3 bzw. 72 mg·m−3<ref>{{SUVA-MAK |Name=1,4-Dioxan |CAS-Nummer=123-91-1 |Abruf=2015-11-02}}</ref>
| ToxDaten = {{ToxDaten |Typ=LD50 |Organismus=Maus |Applikationsart=oral |Wert=5700 mg·kg−1 |Bezeichnung= |Quelle=<ref name="römpp" /> }}
}}

'''1,4-Dioxan''' ist ein [[Cyclische Verbindung|alicyclischer]] [[Ether|Diether]] und als solcher eine [[Heterocyclen|heterocyclische]] [[Organische Verbindung|organische]] Verbindung.

== Gewinnung und Darstellung ==
Die kommerzielle Herstellung von 1,4-Dioxan erfolgt weitestgehend durch [[Säuren|säurekatalysierte]] [[Dehydratisierung (Chemie)|Dehydratisierung]] und gleichzeitiger [[Cyclisierung]] von [[Diethylenglycol]] bei Temperaturen von 130–200 °C und leichtem Unter- bzw. Überdruck von 0,25–1,1 bar.<ref name="Ullmann">Kenneth S. Surprenant: ''Dioxane.'' In: ''[[Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry]].'' Wiley‐VCH Verlag, 15. Juni 2000, {{DOI|10.1002/14356007.a08_545}}.</ref>

[[Datei:Industrial synthesis of 1,4-dioxane.svg|zentriert|hochkant=1.5|rahmenlos|Industrielle Synthese von 1,4-Dioxan durch säurekatalysierte Dehydratisierung und Cyclisierung von Diethylenglycol]]

Man verwendet [[Schwefelsäure|verdünnte Schwefelsäure]] (bis 5 %), [[Phosphorsäure]], [[P-Toluolsulfonsäure|''p''-Toluolsulfonsäure]] oder auch [[Kationenaustauscher|stark saure Kationenaustauscher]] und [[Destillation|destilliert]] das gebildete Dioxan kontinuierlich aus dem Reaktionsgemisch ab. Das Rohprodukt wird neutralisiert und in [[Rektifikationskolonne]]n destillativ gereinigt. Bei diesem Prozess sind [[Ausbeute (Chemie)|Ausbeuten]] im Bereich von 90 % erreichbar.<ref name="Ullmann" />

1,4-Dioxan fällt in großen Mengen als Zwischenprodukt bei der Herstellung von [[Polyethylenglycol]] (PEG) und [[Ethersulfate]]n wie [[Natriumdodecylpoly(oxyethylen)sulfat|SLES]] an.<ref>''[https://www.enviolet.com/fileadmin/DAM/enviolet/Publikationen/Pharmazie_und_Chemie/Behandlung_von_14-Dioxan_mittels_Eviolet_Prozess_2006.pdf 1,4-Dioxan: Was tun?]'', PROCESS 4-2006.</ref><ref>''[https://carecreations.basf.us/stories/flex Lead the charge to reformulate for 1,4-Dioxane limits]'', BASF US.</ref>

== Eigenschaften ==
=== Physikalische Eigenschaften ===
[[Datei:1,4-Dioxane chair.svg|mini|links|3D-Darstellung des 1,4-Dioxan]]
1,4-Dioxan ist eine farblose und niedrigviskose Flüssigkeit, die bei Normaldruck bei 101 °C siedet. Die [[Dampfdruck]]funktion ergibt sich nach [[Antoine-Gleichung|Antoine]] entsprechend log10(P) = A−(B/(T+C)) (P in bar, T in K) mit A = 4,58135, B = 1570,093 und C = −31.297 im Temperaturbereich von 293 bis 378 K.<ref>J. L. Crenshaw, A. C. Cope, N. Finkelstein, R. Rogan: ''The Dioxanates of the Mercuric Halides.'' In: ''[[J. Am. Chem. Soc.]]'' 60, 1938, S. 2308–2311, [[doi:10.1021/ja01277a010]].</ref> In fester Phase existieren zwei unterschiedliche Kristallformen. Bei 0 °C wandelt sich Form II in Form I um, die bei 11 °C schmilzt.<ref name="Jacobs">C. J. Jacobs, G. S. Parks: ''Thermal data on organic compounds. XIV. Some heat capacity, entropy and free energy data for cyclic substances.'' In: ''[[J. Am. Chem. Soc.]]'' 56, 1934, S. 1513–1517, [[doi:10.1021/ja01322a020]].</ref> Die Umwandlungsenthalpie beträgt 2,351 kJ·mol−1, die [[Schmelzenthalpie]] 12,845 kJ·mol−1.<ref name="Jacobs" /> Die [[Wärmekapazität]] beträgt bei 25 °C 149,65 J·mol−1·K−1 bzw. 1,70 J·g−1·K−1.<ref name="Grolier">Grolier, J.-P.E.; Roux-Desgranges, G.; Berkane, M.; Jimenez, E.; Wilhelm, E.: ''Heat capacities and densities of mixtures of very polar substances 2. Mixtures containing N,N-dimethylformamide'' in [[J. Chem. Thermodynam.]] 25 (1993) 41–50, {{DOI|10.1006/jcht.1993.1005}}.</ref> Der cyclische Diether ist beliebig mit Wasser mischbar.

Das Molekül liegt wie [[Cyclohexan]] oder [[Pyranose]]n hauptsächlich in der inversionssymmetrischen [[Konformation|Sesselform]] vor. Für das [[Elektrisches Dipolmoment|Dipolmoment]] von 0,45 [[Debye|D]] (zum Vergleich: [[Tetrahydrofuran]] hat ein Dipolmoment von 1,63 D) sind weitere Konformere, insbesondere die [[Konformation|Wannenform]] verantwortlich.
{{Absatz|links}}

Dioxan ist mit den meisten organischen Lösungsmitteln, wie Ethanol, Diethylether und Aceton sowie Wasser gut mischbar.<ref name="römpp" /> Bei Normaldruck wird in dem binären System Dioxan/Wasser bei 82,1 Massenprozent Dioxan ein [[azeotrop]]er Siedepunkt von 87,6 °C beobachtet.<ref>C. H. Schneider, C. C. Lynch: ''The Ternary System: Dioxane-Ethanol-Water.'' In: ''[[J. Am. Chem. Soc.]]'' 65 (6), 1943, S. 1063–1066, [[doi:10.1021/ja01246a015]].</ref> Im binären System Dioxan/Ethanol findet sich ein bei 78,1 °C azeotrop siedendes Gemisch mit einem Dioxangehalt von 9,3 Ma%.<ref name="römpp" />

<gallery>
Vapour pressure 1,4-dioxane.svg|[[Dampfdruck]]funktion von 1,4-Dioxan
Binary phase diagram dioxane-water.svg|Binäres [[Phasendiagramm]] des Systems 1,4-Dioxan/Wasser
</gallery>

=== Sicherheitstechnische Kenngrößen ===
Dioxan bildet leicht entzündliche Dampf-Luft-Gemische. Die Verbindung hat einen [[Flammpunkt]] bei 11 °C.<ref name="GESTIS" /> Der [[Explosionsgrenze|Explosionsbereich]] liegt zwischen 1,4 Vol.‑% (51 g/m3) als [[Explosionsgrenze|untere Explosionsgrenze]] (UEG) und 22,5 Vol.‑% (820 g/m3) als [[Explosionsgrenze|obere Explosionsgrenze]] (OEG).<ref name="GESTIS" /> Eine Korrelation der Explosionsgrenzen mit der Dampfdruckfunktion ergibt einen [[Explosionspunkt|unteren Explosionspunkt]] von 9 °C sowie einen [[Explosionspunkt|oberen Explosionspunkt]] von 58 °C.<ref name="GESTIS" /> Der maximale Explosionsdruck beträgt 9,1 bar.<ref name="GESTIS" /> Die [[Grenzspaltweite]] wurde mit 0,7 mm bestimmt.<ref name="GESTIS" /><ref name="Brandes" /> Es resultiert damit eine Zuordnung in die [[Explosionsgruppe]] IIB.<ref name="Brandes" /> Die [[Zündtemperatur]] beträgt 375 °C.<ref name="Brandes">E. Brandes, W. Möller: ''Sicherheitstechnische Kenngrößen.'' Band 1: ''Brennbare Flüssigkeiten und Gase.'' Wirtschaftsverlag NW – Verlag für neue Wissenschaft, Bremerhaven 2003.</ref> Der Stoff fällt somit in die [[Temperaturklasse]] T2. Die elektrische Leitfähigkeit ist mit 5·10−13 S·m−1 sehr gering.<ref>Technische Regel für Gefahrstoffe TRGS 727, BG RCI Merkblatt T033 ''Vermeidung von Zündgefahren infolge elektrostatischer Aufladungen'', Stand August 2016, Jedermann-Verlag Heidelberg, ISBN 978-3-86825-103-6 ([https://downloadcenter.bgrci.de/resource/downloadcenter/downloads/T033_Gesamtdokument.pdf PDF]).</ref>

=== Chemische Eigenschaften - Peroxidbildung ===
Wie alle Ether kann auch Dioxan [[Hydroperoxide|Peroxide]] bilden.<ref name="römpp" /><ref name="GESTIS" /> Beim Abdestillieren können sich diese im Sumpf anreichern und zu Explosionen führen. Zur Vermeidung der Peroxidbildung soll Dioxan über festem [[Kaliumhydroxid]] oder metallischem [[Natrium]], mit [[Hydrochinon]], oder mit [[Butylhydroxytoluol|2,6-Di-tert.-butylkresol]] versetzt, sowie dunkel (Braunglasflasche) und kühl gelagert werden.<ref name="GESTIS" /><ref>{{Literatur | Autor=Klaus Schwetlick u. a. | Titel=Organikum | Auflage=24. | Verlag=Wiley-VCH | Ort=Weinheim | Jahr=2015 | ISBN=978-3-527-33968-6}}</ref>

== Verwendung ==
Da 1,4-Dioxan relativ [[inert]] und gut mischbar mit anderen Lösungsmitteln ist, findet es Verwendung als [[Lösungsmittel]] z. B. bei der Produktion von Klebstoffen, Abbeizmitteln, Farbstoffen, [[Entfetter]]n, Gewebereinigern und Papier.<ref name=lfu /> Als [[1,1,1-Trichlorethan|Methylchloroform]] noch intensiv eingesetzt wurde, war 1,4-Dioxan der übliche Stabilisator (2–8 % Anteil).<ref>Thomas K.G. Mohr, Santa Clara Valley Water District: [https://semspub.epa.gov/work/09/2129332.pdf Solvent Stabilizers White Paper], 14. Juni 2001.</ref>

Die EU stufte 1,4-Dioxan 2021 als [[Besonders besorgniserregender Stoff|besonders besorgniserregenden Stoff]] (SVHC) ein.<ref name="SVHC_100.004.239" />

== Auftreten von 1,4-Dioxan in Umwelt und Trinkwasser ==
In [[Oder]], [[Main]] und [[Rhein]] wurde der Stoff in Konzentrationen zwischen 0,86 und 2,2 µg/L nachgewiesen, in deutschen Trinkwässern in Konzentrationen bis zu 0,6 µg/L.<ref>{{Literatur |Autor=Daria K. Stepien, Peter Diehl, Johanna Helm, Alina Thoms, Wilhelm Püttmann |Titel=Fate of 1,4-dioxane in the aquatic environment: from sewage to drinking water |Sammelwerk=Water Research |Band=48 |Datum=2014-01-01 |Seiten=406–419 |DOI=10.1016/j.watres.2013.09.057 |PMID=24200013}}</ref> Im Beobachtungszeitraum 11/2014–09/2015 wurden im Rhein Konzentrationen zwischen 0,5 µg/L und 2 µg/L nachgewiesen; im Mittel waren noch 0,5 µg/L im [[Uferfiltrat]] vorhanden.<ref>{{Literatur |Autor=Arbeitsgemeinschaft Rhein-Wasserwerke e. V. |Hrsg=Geschäftsstelle der Arbeitsgemeinschaft Rhein-Wasserwerke e. V. |Titel=Jahresbericht 2015 |Datum=2015 |Online=https://www.riwa-rijn.org/wp-content/uploads/2018/09/IDF1331-RIWA-jaarrapport-DUI-2015-internet-kl.pdf}}</ref> Der Stoff kann mittels der üblicherweise eingesetzten technischen Methoden der Wasseraufbereitung ([[Ozonung]], [[Aktivkohle]]behandlung) nicht entfernt werden.<ref name=":0">{{Literatur |Autor=Heinz Rüdel, Wolfgang Körner, Thomas Letzel, Michael Neumann, Karsten Nödler |Titel=Persistent, mobile and toxic substances in the environment: a spotlight on current research and regulatory activities |Sammelwerk=[[Environmental Sciences Europe]] |Band=32 |Nummer=1 |Datum=2020-12 |Seiten=5 |DOI=10.1186/s12302-019-0286-x}}</ref> 2016 wurden in der [[Alz]]<ref>{{Internetquelle |url=https://www.lfu.bayern.de/analytik_stoffe/mikroverunreinigungen_spurenstoffe/persistente_mobile_stoffe/dioxan/index.htm |titel=1,4-Dioxan |hrsg=[[Bayerisches Landesamt für Umwelt|LfU Bayern]] |abruf=2022-08-05}}</ref> erhöhte Gehalte an 1,4-Dioxan nachgewiesen. Die Hauptemittenten (Hersteller von Papier, Kunstfasern und Tensiden) wurden identifiziert und Gegenmaßnahmen eingeleitet.<ref name=":0" /> Die bislang höchste nachgewiesene Konzentration von 1,4-Dioxan in einem bayerischen oberflächenwasserbeeinflussten Brunnen lag bei 2,4 μg/L.<ref name=lfu>LfU Bayern: [https://www.lfu.bayern.de/pressemitteilungen/l/742 PM 44/16: Umweltmonitoring wird ausgeweitet], 30. November 2016.</ref>

In Deutschland gilt ein Trinkwasserleitwert von 5 µg/L, der nicht überschritten werden sollte.<ref name=":0" /> In den [[Vereinigte Staaten|USA]] hingegen wird eine ''{{lang|en|health-based reference concentration}}'' von 0,35 µg/L angewendet.<ref name=":1">{{Literatur |Autor=David T. Adamson, Elizabeth A. Piña, Abigail E. Cartwright, Sharon R. Rauch, R. Hunter Anderson |Titel=1,4-Dioxane drinking water occurrence data from the third unregulated contaminant monitoring rule |Sammelwerk=[[Science of the Total Environment]] |Band=596–597 |Datum=2017-10-15 |Seiten=236–245 |DOI=10.1016/j.scitotenv.2017.04.085 |PMID=28433766}}</ref> Ein umfangreiches Monitoring der öffentlichen Trinkwasserversorgung in den USA (~35.000 Proben, 4864 Trinkwassersysteme) ergab eine Detektionshäufigkeit von 21 % und in 6,9 % wurde eine Überschreitung der abgeleiteten Referenzkonzentration von 0,35 µg/L festgestellt.<ref name=":1" />
== Gesundheitliche Aspekte ==
Da 1,4-Dioxan als Zwischenprodukt der Synthese von [[Natriumdodecylpoly(oxyethylen)sulfat]] anfällt, kann es auch in messbaren Mengen in Kosmetikprodukten wie Shampoo oder Zahnpasta vorkommen. Eine krebserregende Wirkung ist bisher weder sicher nachgewiesen noch sicher auszuschließen.<ref>BASF: [https://carecreations.basf.us/stories/flex ''Lead the charge to reformulate for 1,4-Dioxane limits''], abgerufen am 9. Januar 2023.</ref> Das [[National Toxicology Program]] des amerikanischen Bundesgesundheitsministeriums kommt zu dem Schluss, die Substanz sei „reasonably anticipated to be a human carcinogen based on sufficient evidence of carcinogenicity from studies in experimental animals“, stehe also in dem begründeten Verdacht, in Menschen [[karzinogen]] zu sein, nachdem entsprechende Effekte in Tieren nachgewiesen worden sind. Laut amerikanischer Arzneimittelbehörde [[Food and Drug Administration|FDA]] sind jedoch die gemessenen Werte in Produkten für Endkonsumenten sowohl unbedenklich als auch im Vergleich zur Vergangenheit – aufgrund verbesserter Herstellungsverfahren – rückläufig.<ref>FDA: [https://www.fda.gov/cosmetics/potential-contaminants-cosmetics/14-dioxane-cosmetics-manufacturing-byproduct ''1,4-Dioxane in Cosmetics: A Manufacturing Byproduct''], abgerufen am 9. Januar 2023.</ref>

== Weblinks ==
{{Commonscat|1,4-Dioxane|1,4-Dioxan}}

== Einzelnachweise ==
<references />

{{SORTIERUNG:Dioxan14}}
[[Kategorie:Dioxan]]

1,4-Dioxan - Versionsgeschichte

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