Styroloxid

Strukturformel
	Strukturformeln der beiden Enantiomere von Styroloxid
	Strukturformeln der beiden isomeren Styroloxide: (S)- und (R)-Enantiomer
Allgemeines
Name	Styroloxid
Andere Namen	Phenyloxiran (IUPAC); (1,2-Epoxyethyl)-benzol; Phenylethylenoxid; (RS)-Styroloxid; rac-Styroloxid; (RS)-Phenyloxiran; rac-Phenyloxiran; Styrolepoxid; Vorlage:INCI;
Summenformel	C8H8O
Kurzbeschreibung	farblose Flüssigkeit mit aromatischem Geruch<ref name="GESTIS">Eintrag zu Vorlage:Linktext-Check in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFAVorlage:Abrufdatum (JavaScript erforderlich)</ref>
Externe Identifikatoren/Datenbanken
EG-Nummer	202-476-7
ECHA-InfoCard	100.002.252
PubChem	7276
ChemSpider	7005
DrugBank	Lua-Fehler in Modul:Wikidata, Zeile 1686: attempt to index field 'wikibase' (a nil value) Lua-Fehler in Modul:Wikidata, Zeile 1686: attempt to index field 'wikibase' (a nil value)
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Eigenschaften
Molare Masse	120,15 g·mol−1
Aggregatzustand	flüssig
Dichte	1,05 g·cm−3 (20 °C)<ref name="GESTIS"/>
Schmelzpunkt	−37 °C<ref name="GESTIS"/>
Siedepunkt	194 °C<ref name="GESTIS"/>
Dampfdruck	40 Pa (20 °C)<ref name="GESTIS"/>
Löslichkeit	schwer in Wasser (3 g·l−1 bei 20 °C)<ref name="GESTIS"/>; gut löslich in Methanol, Aceton, Ether, Toluol, Chlorkohlenwasserstoffen, Ethylacetat<ref name="Römpp">Eintrag zu Styroloxid. In: Römpp Online. Georg Thieme VerlagVorlage:Abrufdatum</ref>;
Brechungsindex	1,5342 (20 °C)<ref name="CRC90_3_430">David R. Lide (Hrsg.): CRC Handbook of Chemistry and Physics. 90. Auflage. (Internet-Version: 2010), CRC Press / Taylor and Francis, Boca Raton FL, Physical Constants of Organic Compounds, S. 3-430.</ref>
Sicherheitshinweise
Gefahrensymbol	Gefahrensymbol
H- und P-Sätze	H: 312‐331‐315‐317‐319‐340‐350
	P: 201‐280‐302+352+312‐304+340+311‐305+351+338‐308+313<ref name="GESTIS" />
	Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen (0 °C, 1000 hPa). Brechungsindex: Na-D-Linie, 20 °C

Styroloxid (auch [1,2-Epoxyethyl]-benzol, Phenylethylenoxid, Phenyloxiran, Styrolepoxid) ist eine chemische organische Verbindung, die der Stoffgruppe der Epoxiden bzw. Oxiranen zugeordnet werden kann. Es gehört somit zu den substituierten gesättigten 3-Ring-Heterocyclen. In Bezug auf die Phenylgruppe handelt es sich auch um einen substituierten Aromaten. Hinsichtlich der chemischen Ableitung vom Styrol kann es auch als dessen Derivat angesehen werden.

Wenn in diesem Text oder in der wissenschaftlichen Literatur „Styroloxid“ ohne weiteren Namenszusatz (Präfix) erwähnt wird, ist (RS)-Styroloxid – also racemisches (±)-Styroloxid – gemeint.

Darstellung und Gewinnung

Styroloxid kann durch eine Addition von hypochloriger Säure an Styrol gefolgt von einer Abspaltung von Chlorwasserstoff in Gegenwart von Alkalilauge hergestellt werden.<ref name="Römpp"/> Eine weitere Möglichkeit ist die direkte Einwirkung von Peressigsäure oder Wasserstoffperoxid in einer elektrocyclischen Reaktion auf Styrol.<ref name="Römpp"/>

Synthese von Styroloxid

Die einzelnen Enantiomere können mittels einer asymmetrischen Jacobsen-Epoxidierung oder Shi-Epoxidierung synthetisiert werden.<ref name="Römpp"/> Diese sind auch über eine enzymatische oder chemisch kinetische Racematspaltung zugänglich.<ref name="Römpp"/>

Eigenschaften

Styroloxid ist eine farblose Flüssigkeit. Styroloxid reagiert heftig mit Nucleophilen (z. B. Aminen) und Elektrophilen. Hierbei wird die hohe Dreiring-Spannungsenergie freigesetzt.

In Wasser löst sich Styroloxid nur gering. Säurespuren in Wasser bewirken eine spontane Hydrolyse zu Phenylethylenglycol; es bildet sich dabei über eine Benzylkation-Zwischenstufe ein racemisches Wasseraddukt. In vivo bewirkt die Epoxidhydrolase diese Hydrolyse.

Mit Wasser wird ein bei 99,2 °C azeotrop siedendes Gemisch gebildet, welches 77,6 % Styroloxid enthält.<ref>L.H. Horsley: Azeotropic Data II, Advances in Chemistry Series 35, American Chemical Society, Washington D.C., 1962.</ref>

Bei Fehlen genügender Wassermengen isomerisiert es säurekatalysiert zu Phenylacetaldehyd.<ref>Patentanmeldung DE3546372A1: Neue Phenylacetaldehyde und Verfahren zur Herstellung von Phenylacetaldehyden. Angemeldet am 31. Dezember 1985, veröffentlicht am 2. Juli 1987, Anmelder: BASF AG, Erfinder: Wolfgang Hölderich et al.‌</ref> In Lösung kann durch Zusatz einer schwachen Base wie festes Natriumhydrogencarbonat diese Isomerisierung verhindert werden. In vivo bewirkt die Styroloxid-Isomerase (SOI) diese Isomerisierung.

Styroloxid bildet bei erhöhter Temperatur entzündliche Dampf-Luft-Gemische. Die Verbindung hat einen Flammpunkt unterhalb von 74 °C. Der Explosionsbereich liegt zwischen 1,1 Vol.‑% als untere Explosionsgrenze (UEG) und 22 Vol.‑% als obere Explosionsgrenze (OEG). Die Zündtemperatur beträgt 498 °C. Der Stoff fällt somit in die Temperaturklasse T1.<ref name="GESTIS"/>

Isomerie

Styroloxid besitzt am benzylischen Kohlenstoffatom ein Stereozentrum, d. h., es ist chiral und es existieren (R)-Styroloxid und (S)-Styroloxid. Unter achiralen Reaktionsbedingungen bildet sich immer das Enantiomerengemisch als racemisches Styroloxid. Styrol-Monooxygenase in Bakterien bildet das (S)-Styroloxid.

Toxikologie

Die Dämpfe wirken reizend auf die Augen und Atemwege. Der direkte Hautkontakt führt zu einer mäßigen Hautreizung. Bei massiver inhalativer Exposition kann eine Irritation der Atemwege, die Bildung eines toxischen Lungenödems, das Auftreten von Übelkeit und einer zentralnervöser Depression erfolgen.<ref name="Römpp"/> In Tierversuchen stellte sich Styroloxid wegen seines hohen Alkylierungspotentials als krebserregend heraus und es gilt daher als giftig. Im Körper werden dessen Zerfallsprodukte Phenylethylenglycol und Phenylacetaldehyd zu Mandelsäure, Phenylglyoxylsäure, Benzoesäure und Hippursäure metabolisiert.

Verwendung

Die Hydrierung ergibt das als Geruchsstoff verwendete 2-Phenylethanol. Die Verbindung kommt in einer Synthese des Choleretikums Fenipentol als Edukt vor. Es ist auch eine Vorstufe für die Herstellung von Polymerisationskatalysatoren und -inhibitoren. Weiterhin wird es als Substrat zur Überprüfung der Aktivität von Hydrolase-Enzymen und zum Test der Effektivität chromatographischer Methoden zur Enantiomerentrennung eingesetzt.<ref name="Römpp"/>

Weblinks

Commons: Styroloxid – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Einzelnachweise