Chlorcyan

Strukturformel
Struktur von Chlorcyan
Allgemeines
Name	Chlorcyan
Andere Namen	Cyanchlorid Cyanogenchlorid
Summenformel	ClCN
Kurzbeschreibung	farbloses, zu Tränen reizendes Gas<ref name="roempp">Eintrag zu Chlorcyan. In: Römpp Online. Georg Thieme VerlagVorlage:Abrufdatum</ref>
Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer Vorlage:CASRN EG-Nummer 208-052-8 ECHA-InfoCard 100.007.321 PubChem 10477 DrugBank Wikidata [[:d:|]]
Eigenschaften
Molare Masse	61,47 g·mol−1
Aggregatzustand	gasförmig
Dichte	1,218 g·cm−3 (4 °C)<ref name="GESTIS">Eintrag zu Vorlage:Linktext-Check in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFAVorlage:Abrufdatum (JavaScript erforderlich)</ref>
Schmelzpunkt	−6,9 °C<ref name="GESTIS" />
Siedepunkt	12,9 °C<ref name="GESTIS" />
Dampfdruck	134 kPa (20 °C)<ref name="GESTIS" /> 190 kPa (30 °C)<ref name="GESTIS" /> 360 kPa (50 °C)<ref name="GESTIS" />
Löslichkeit	löslich in Ethanol und Diethylether<ref name="roempp" />
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung<ref name="GESTIS" /> Gefahrensymbol Gefahrensymbol Gefahrensymbol Gefahr H- und P-Sätze H: 280​‐​330​‐​314 EUH: 071 P: 260​‐​280​‐​303+361+353+315​‐​304+340+315​‐​305+351+338+315​‐​403​‐​405<ref name="GESTIS" />
MAK	Schweiz: 0,3 ml·m−3 bzw. 0,8 mg·m−3<ref>Schweizerische Unfallversicherungsanstalt (Suva): Grenzwerte – Aktuelle MAK- und BAT-Werte (Suche nach 506-77-4 bzw. Chlorcyan)Vorlage:Abrufdatum</ref>
Toxikologische Daten	10 mg·min·m−3 (TCLo, Mensch, inh.)<ref>World Health Organization, Technical Report Series, 31, 1970.</ref>
Thermodynamische Eigenschaften
ΔHf0	138,0 kJ/mol<ref name="CRC90_5_19">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. 5-19.</ref>
Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen (0 °C, 1000 hPa).

Chlorcyan, auch Cyanchlorid genannt, ist ein chemischer Stoff, der als synthetisches Intermediat in Chemie und Forschung dient. Systematisch handelt es sich bei Chlorcyan um das Nitril der nicht beständigen Chlorameisensäure.

Geschichte

Chlorcyan wurde erstmals 1787 vom französischen Chemiker Claude-Louis Berthollet bei der Einwirkung von Chlor auf Blausäure beobachtet.<ref name=" Berthollet">C. L. Berthollet: Sur L´Acide Prussique in Annales de Chimie 1 (1787) 30–39, Link.</ref> Der französische Chemiker Joseph Louis Gay-Lussac ermittelte 1815 die Zusammensetzung des Gases.<ref name="Gay-Lussac">J.-L. Gay Lussac: Sur L´Acide Prussique in Annales de Chimie 95 (1815) 136–252, Link.</ref><ref name="Soukup_org">Rolf Werner Soukup: Chemiegeschichtliche Daten organischer Substanzen, Version 2020, S. 44 pdf.</ref> Im Ersten Weltkrieg wurde Chlorcyan als chemischer Kampfstoff eingesetzt. Es wirkt ähnlich wie Cyanwasserstoff, ist jedoch weniger giftig als dieses. Erstmals eingesetzt wurde Chlorcyan 1916 von der Entente.<ref>One Hundred Years of Chemical Warfare: Research, Deployment, Consequences. Springer International Publishing, Cham 2017, ISBN 978-3-319-51663-9, S. 146, doi:10.1007/978-3-319-51664-6. </ref>

Gewinnung und Darstellung

Chlorcyan kann durch Reaktion von Kaliumtetracyanozinkat(II)<ref group="S">Externe Identifikatoren von bzw. Datenbank-Links zu Kaliumtetracyanozinkat(II): CAS-Nr.: Vorlage:CASRN, EG-Nr.: , ECHA-InfoCard: Vorlage:ECHA, GESTIS: , PubChem: 61720, ChemSpider: .html , DrugBank: , Wikidata: Q10925139.</ref> oder Natriumcyanid mit Chlor gewonnen werden.<ref name="brauer"></ref>

<math>\mathrm{K_2 [Zn(CN)_4] + 4 \ Cl_2 \longrightarrow 4 \ ClCN + 2 \ KCl + ZnCl_2}</math>

<math>\mathrm{NaCN + Cl_2 \longrightarrow NaCl + ClCN}</math>

Eigenschaften

Chlorcyan bildet ein farbloses Gas. Die Verbindung schmilzt bei −6,9 °C und siedet unter Normaldruck bei 12,9 °C.<ref name="GESTIS" /> Der Tripelpunkt liegt bei −6,9 °C und 0,449 bar.<ref name="GESTIS" /> Die Dampfdruckfunktion ergibt sich nach Antoine entsprechend log₁₀(P) = A−(B/(T+C)) (P in bar, T in K) mit A = 4,66177, B = 1074,1 und C = −54.458 im Temperaturbereich von 196 bis 286 K.<ref name="Stull">Stull, D.R.: Vapor Pressure of Pure Substances. Organic and Inorganic Compounds in Ind. Eng. Chem. 39 (1947) 517–540, doi:10.1021/ie50448a022</ref> Die mittlere molare Verdampfungsenthalpie liegt in diesem Temperaturbereich bis 32,2 kJ·mol⁻¹.<ref name="Stull" /> Der kritische Punkt liegt bei einer Temperatur von 175 °C, einem Druck von 59,92 bar und einer Dichte von 0,273 g·cm^−3.<ref name="GESTIS" /> Die Verbindung ist in Ethanol, Benzin, Ether und chlorierten Lösungsmitteln sehr gut löslich. Bei Kontakt mit Wasser oder Natronlauge wird das Molekül schnell hydrolysiert.<ref name="GESTIS" />

<math>\mathrm{Cl{-}C{\equiv}N + H_2O \rightarrow HO{-}C{\equiv}N + HCl}</math>

Die Umsetzung mit Ammoniak ergibt Cyanamid.<ref name="Organische Chemie - Chemie-Basiswissen II">Latscha, H.P.; Kazmaier, U.; Klein, H.A.: Organische Chemie - Chemie-Basiswissen II, 6. Auflage Springer-Verlag 2008, ISBN 978-3-540-77106-7, S. 309.</ref>

<math>\mathrm{Cl{-}C{\equiv}N + NH_3 \rightarrow H_2N{-}C{\equiv}N + HCl}</math>

In Gegenwart von Spuren von Salzsäure oder Ammoniumchlorid kann eine heftige und stark exotherme Trimerisierung zum 2,4,6-Trichlor-1,3,5-triazin erfolgen.<ref name="Bretherick">P.G. Urben; M.J. Pitt: Bretherick's Handbook of Reactive Chemical Hazards. 8. Edition, Vol. 1, Butterworth/Heinemann 2017, ISBN 978-0-08-100971-0, S. 87.</ref> Als Nebenprodukt entsteht hierbei auch ein Tetrameres als 2,4-Dichlor-6-isocyanodichlor-s-triazin.<ref name="Ullmann">E. Gail, S. Gos, R. Kulzer, J. Lorösch, A. Rubo, M. Sauer, R. Kellens, J. Reddy, N. Steier, W. Hasenpusch: Inorganic Cyano Compounds, in: Ullmanns Enzyklopädie der Technischen Chemie, Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim 2012; doi:10.1002/14356007.a08_159.pub3.</ref>

Trimerisierung von Chlorcyan

Trimerisierung von Chlorcyan

Verwendung

Chlorcyan wird verwendet, um durch Trimerisierung Cyanurchlorid herzustellen.<ref>Wiley-VCH (Hrsg.): Ullmann's Fine Chemicals. John Wiley & Sons, 2014, ISBN 978-3-527-68359-8, S. 228–229. </ref> Chlorcyan und Bromcyan werden in der organischen Chemie als Reagenzien für Cyanierungen und der Synthese von Heterocyclen verwendet.<ref name="eEROS">e-EROS Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis, 1999–2013, John Wiley and Sons, Inc., Eintrag für Cyanogen Bromide, abgerufen am 20. Januar 2015.</ref> So kann unter Friedel-Crafts-Bedingungen an Aromaten eine Cyanogruppe direkt eingeführt werden.<ref name="Ullmann" /><ref name="Bartlett">E.H. Bartlett, C. Eaborn, D.R.M. Walton: Interaction of aryltrimethylstannanes with cyanogen chloride and bromide. A route to aryl cyanides in J. Organomet. Chem. 46 (1972) 267–269, doi:10.1016/S0022-328X(00)88327-8.</ref><ref>R.Ch. Paul, R.L. Chauhan, R. Parkash: in J. Sci. Ind. Res. 33 (1974) 31–38.</ref> An Alkene und Alkine erfolgt unter Säurekatalyse eine direkte Addition.<ref name="Ullmann" /><ref>J.V. Bodrikov, B.V. Danova: in Zh. Org. Khim 8 (1972) 2462–2467.</ref><ref name="Iwai">J. Iwai, T. Iwashige, Y. Yuma, N. Nakamune, K. Shinozaki: Studies on Acetylenic Compounds. XXXIX. The Addition Reaction of Cyanogen Bromide to Acetylenic Compounds in Chem. Pharm. Bull. 12 (1964) 1446–1451, doi:10.1248/cpb.12.1446, PDF.</ref> Mittels beider Verbindungen kann eine C-terminale Schutzgruppe von gentechnisch hergestelltem Insulin-Fusionsprotein entfernt und dadurch korrekt gefaltetes Insulin erhalten werden.<ref name="Chiuz">Beate Meichsner und Uwe Wirth: Insulin - Protein mit langer Geschichte-Der Schlüssel zur Diabetes-Therapie. In: Chemie in unserer Zeit. 2009, 43, 5, S. 340–346, doi:10.1002/ciuz.200900486.</ref> Die Umsetzung mit Schwefeltrioxid ergibt das hochreaktive Chlorsulfonylisocyanat.<ref name="Ullmann" /><ref>Roderich Graf: Vorlage:Linktext-Check In: Organic Syntheses. 46, 1966, S. 23, doi:10.15227/orgsyn.046.0023; Coll. Vol. 5, 1973, S. 226 (PDF).</ref><ref>Patent EP0294613B1: Verfahren und Anlage zur kontinuierlichen Herstellung von Chlorsulfonylisocyanat. Angemeldet am 13. Mai 1988, veröffentlicht am 27. März 1991, Anmelder: Hoechst Aktiengesellschaft, Erfinder: Hermann Niermann et al.‌</ref>

<math>\mathrm{SO_3 + ClCN \longrightarrow ClSO_2NCO}</math>

Sicherheitshinweise

Chlorcyan ist flüchtig und führt schon in geringen Konzentrationen zu Atembeschwerden und starker Tränenreizung. Einwirkung größerer Mengen oder über längere Zeit führen zu einer großen Bandbreite an Vergiftungssymptomen, darunter Erbrechen, tonisch-klonische Krampfanfälle, Pupillenerweiterung, Entzündung und dunkelrote Verfärbung der Schleimhäute, allgemeine Erschöpfung, Bewusstseinsverlust und Lungenödeme.<ref>W. N. Aldridge, C. Lovatt Evans: THE PHYSIOLOGICAL EFFECTS AND FATE OF CYANOGEN CHLORIDE. In: Quarterly Journal of Experimental Physiology and Cognate Medical Sciences. Band 33, Nr. 4, 10. Juni 1946, S. 241–266, doi:10.1113/expphysiol.1946.sp000908. </ref>

Siehe auch

• Liste chemischer Kampfstoffe

Weblinks

• Ansyco: Infrarotspektrum von Chlorcyan
• WHO: Cyanogen Chloride in Drinking-water (PDF; 100 kB)

Einzelnachweise

<references />

Externe Links zu erwähnten Verbindungen

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