Epichlorhydrin

Strukturformel
	Strukturformel von Epichlorhydrin
	Vereinfachte Strukturformel ohne Stereochemie
Allgemeines
Name	Epichlorhydrin
Andere Namen	2-(Chlormethyl)oxiran (IUPAC); 1-Chlor-2,3-epoxypropan; Epoxychlorpropan;
Summenformel	C3H5ClO
Kurzbeschreibung	farblose, stechend riechende Flüssigkeit<ref name="GESTIS" />
Externe Identifikatoren/Datenbanken
EG-Nummer	203-439-8
ECHA-InfoCard	100.003.128
PubChem	7835
ChemSpider	13837112
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Eigenschaften
Molare Masse	92,53 g·mol−1
Aggregatzustand	flüssig
Dichte	1,18 g·cm−3 (20 °C)<ref name="GESTIS">Eintrag zu Vorlage:Linktext-Check in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFAVorlage:Abrufdatum (JavaScript erforderlich)</ref>
Schmelzpunkt	−48 °C<ref name="GESTIS" />
Siedepunkt	116 °C<ref name="GESTIS" />
Dampfdruck	16,3 hPa (20 °C)<ref name="GESTIS" />; 28,5 hPa (30 °C)<ref name="GESTIS" />; 47,9 hPa (40 °C)<ref name="GESTIS" />; 77,6 hPa (50 °C)<ref name="GESTIS" />;
Löslichkeit	mäßig in Wasser (60 g·l−1<ref name="GESTIS" />); löslich in Benzol, Tetrachlorkohlenstoff, Diethylether und Ethanol<ref>Eintrag zu α-Epichlorhydrin. In: Römpp Online. Georg Thieme VerlagVorlage:Abrufdatum</ref>;
Brechungsindex	1,4358 (25 °C)<ref name="CRC90_3_228">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. 3-228.</ref>
Sicherheitshinweise
H- und P-Sätze	H: 226‐301+311+331‐314‐317‐350
	P: 210‐280‐301+330+331‐302+352‐304+340‐305+351+338‐310<ref name="GESTIS" />
MAK	Schweiz: 2 ml·m−3 bzw. 8 mg·m−3<ref>Schweizerische Unfallversicherungsanstalt (Suva): Grenzwerte – Aktuelle MAK- und BAT-Werte (Suche nach 106-89-8 bzw. 1-Chlor-2,3-epoxypropan (Epichlorhydrin))Vorlage:Abrufdatum</ref>
Thermodynamische Eigenschaften
ΔHf0	−148,4 kJ/mol<ref name="CRC90_5_23">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. 5-23.</ref>
	Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen (0 °C, 1000 hPa). Brechungsindex: Na-D-Linie, 20 °C

Epichlorhydrin ist eine farblose, nach Chloroform riechende, niedrig viskose Flüssigkeit. Es wurde im Tierversuch als eindeutig krebserzeugend erkannt, weswegen sich kein MAK-Wert angeben lässt. Meist wird Epichlorhydrin als Racemat synthetisiert. Wenn ohne weitere Namensbestandteile von Epichlorhydrin gesprochen wird, ist stets das Racemat [1:1-Gemisch von (R)-Epichlorhydrin und (S)-Epichlorhydrin] gemeint. Die reinen Enantiomere sind ebenfalls bekannt, besitzen jedoch nur geringe Bedeutung.

Gewinnung und Darstellung

Petrochemische Gewinnung über Allylchlorid

Die konventionelle Herstellung von Epichlorhydrin 4 erfolgt durch die Umsetzung von Allylchlorid 1 mit Hypochloriger Säure zu 1,3-Dichlor-propan-2-ol 2 und 2,3-Dichlorpropan-1-ol 3 und anschließender Behandlung mit Natriumhydroxid (NaOH) zu Epichlorhydrin 4.

Übersichtsreaktion des Epichlorhydrins

Bio-Basierte Gewinnung über Glycerin

Eine weitere Möglichkeit der Herstellung basiert auf der Nutzung von Glycerin (bsp. aus der Biodieselherstellung), das mit Chlorwasserstoff und einem sauren Katalysator ebenfalls zu 1,3-Dichlorpropan-2-ol und anschließend mit NaOH zu Epichlorhydrin umgesetzt wird.<ref>Bruce M. Bell et al.: <templatestyles src="Webarchiv/styles.css" />Glycerin as a Renewable Feedstock for Epichlorohydrin Production. The GTE Process. (Memento vom 30. Dezember 2009 im Internet Archive) (PDF; 697 kB) Clean 36 (8), 2008; S. 657–661.</ref> Vorteil dieser Methode ist, dass in der Hydrochlorierung hauptsächlich 1,3-Dichlor-propan-2-ol gebildet wird. Dieses reagiert deutlich schneller in der Epoxidierung zu Epichlorhydrin<ref>Cesar A. de Araujo Filho, Kari Eränen, Jyri-Pekka Mikkola, Tapio Salmi: A comprehensive study on the kinetics, mass transfer and reaction engineering aspects of solvent-free glycerol hydrochlorination. In: Chemical Engineering Science. Band 120, Dezember 2014, S. 88–104, doi:10.1016/j.ces.2014.08.043 (elsevier.com [abgerufen am 23. Januar 2025]). </ref>.

Datei:Epichlorhydrin-Herstellung auf Basis von Glycerin.tif

Biobasierte Produktion von Epichlorhydrin auf Basis von Glycerin bestehend aus Hydrochlorierung und Epoxidierung.

Bei beiden Produktionsrouten fällt Epichlorhydrin als Racemat an.

Eigenschaften

Chemische Eigenschaften

Epichlorhydrin reagiert schnell mit nukleophilen Verbindungen, z. B. Aminen, unter Öffnung des Epoxidrings. Unter geeigneten Reaktionsbedingungen reagiert es dabei unter Abspaltung von Chlorid mit Bildung eines neuen Epoxids. Es wird daher von der Industrie zur Einführung der Epoxidgruppe in beispielsweise Harze verwendet.

Sicherheitstechnische Kenngrößen

Epichlorhydrin bildet leicht entzündliche Dampf-Luft-Gemische. Die Verbindung hat einen Flammpunkt von 28 °C.<ref name="GESTIS" /><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 Explosionsbereich liegt zwischen 2,3 Vol.‑% (86 g/m³) als untere Explosionsgrenze (UEG) und 34,4 Vol.‑% (1315 g/m³) als obere Explosionsgrenze (OEG).<ref name="GESTIS" /><ref name="Brandes" /> Der untere Explosionspunkt beträgt 26 °C.<ref name="GESTIS" /> Die Grenzspaltweite wurde mit 0,74 mm bestimmt.<ref name="GESTIS" /><ref name="Brandes" /> Es resultiert damit eine Zuordnung in die Explosionsgruppe IIB.<ref name="GESTIS" /><ref name="Brandes" /> Die Zündtemperatur beträgt 385 °C.<ref name="GESTIS" /><ref name="Brandes" /> Der Stoff fällt somit in die Temperaturklasse T2.

Verwendung

Datei:Epichlorohydrin TC 01.jpg

Epichlorhydrin wird großtechnisch produziert. Im Bild ein Tankcontainer mit Epichlorhydrin auf einem Güterwagen.

Epichlorhydrin wurde bis vor wenigen Jahren zu einem großen Anteil zur Herstellung von Glycerin und Glycidol verwendet, der Anteil der synthetischen Glycerinproduktion ging jedoch aufgrund der großen Glycerinmengen, die durch die Biodiesel-Produktion anfallen, stark zurück.

Datei:Hybridcircuit.jpg

Anwendung eines Epoxidharzes als Isoliermittel auf einer Hybridschaltung

Vor allem als Komponente zur Herstellung von Epoxidharzen, die neben ihrer Verwendung als Werkstoffe auch als Nassfestmittel bei der Produktion von Papier (z. B. bei der Herstellung von Teebeutelpapier und Küchenkrepp) sowie als Zweikomponentenkleber (Bisphenol-A-Harze) eingesetzt werden, spielt Epichlorhydrin eine große Rolle. Außerdem ist es Bestandteil synthetischer Elastomere und von Textilhilfsstoffen wie dem Polyamid-Epichlorhydrin-Polymer Hercosett, das als Schrumpfungsverhinderer in Textilien eingesetzt wird.

Sicherheitshinweise

Epichlorhydrin ist giftig und krebserzeugend. Es kann durch intakte Haut diffundieren. Bei der Havarie des Nordseefrachters Oostzee im Sommer 1989 wurden große Mengen Epichlorhydrin freigesetzt. Von 137 an der Bergung Beteiligten erkrankten oder starben 17 an Krebs.<ref>Olaf Kanter: Havarie des Frachters »Oostzee«: Gift an Bord. In: Der Spiegel. 15. August 2023 (spiegel.de [abgerufen am 15. August 2023]). </ref>

Nachweis

Der Stoff kann durch Prüfröhrchen, gaschromatographisch oder PID-Sensor nachgewiesen werden.

Literatur

Ullmann 5. Auflage Band A9 S. 539 f; Beilstein EIII 17.

Einzelnachweise

Externe Links zu erwähnten Verbindungen

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