Morpholin

Strukturformel
Strukturformel von Morpholin
Allgemeines
Name	Morpholin (IUPAC)
Andere Namen	Diethylenoximid Tetrahydro-1,4-oxazin Tetrahydro-p-oxazin 1,4-Oxazinan Diethylenimidoxid 1-Oxa-4-azacyclohexan
Summenformel	C4H9NO
Kurzbeschreibung	farblose Flüssigkeit mit ammoniakartigem Geruch<ref name="GESTIS" />
Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer Vorlage:CASRN EG-Nummer 203-815-1 ECHA-InfoCard 100.003.469 PubChem 8083 ChemSpider 13837537 DrugBank DB13669 Wikidata [[:d:|]]
Eigenschaften
Molare Masse	87,12 g·mol−1
Aggregatzustand	flüssig<ref name="GESTIS" />
Dichte	1,00 g·cm−3 (20 °C)<ref name="GESTIS" />
Schmelzpunkt	−5 °C<ref name="GESTIS" />
Siedepunkt	129 °C<ref name="GESTIS" />
Dampfdruck	10,7 hPa (20 °C)<ref name="GESTIS" /> 16 hPa (30 °C)<ref name="GESTIS" /> 51,7 hPa (50 °C)<ref name="GESTIS" />
pKS-Wert	8,36 (konjugierte Säure)<ref name="Hall1957">H. K. Hall, Jr.: Correlation of the Base Strengths of Amines. In: Journal of the American Chemical Society. Band 79, 1957, S. 5441–5444, doi:10.1021/ja01577a030. </ref>
Löslichkeit	vollständig mischbar mit Wasser<ref name="GESTIS" />
Brechungsindex	1,454 (20 °C)<ref name="Sigma">Datenblatt Vorlage:Linktext-Check bei Sigma-AldrichVorlage:Abrufdatum (PDF).</ref>
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung aus Verordnung (EG) Nr. 1272/2008 (CLP),<ref name="CLP_100.003.469">Eintrag zu Vorlage:Linktext-Check in der Datenbank ECHA CHEM der Europäischen Chemikalienagentur (ECHA)Vorlage:Abrufdatum Hersteller bzw. Inverkehrbringer können die harmonisierte Einstufung und Kennzeichnung erweitern.</ref> ggf. erweitert<ref name="GESTIS">Eintrag zu Vorlage:Linktext-Check in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFAVorlage:Abrufdatum (JavaScript erforderlich)</ref> Gefahrensymbol Gefahrensymbol Gefahrensymbol Gefahrensymbol Gefahr H- und P-Sätze H: 226​‐​302​‐​311​‐​314​‐​331​‐​361fd P: 210​‐​280​‐​301+312​‐​303+361+353​‐​304+340+310​‐​305+351+338<ref name="GESTIS" />
MAK	DFG/Schweiz: 10 ml·m−3 bzw. 36 mg·m−3<ref name="GESTIS" /><ref>Schweizerische Unfallversicherungsanstalt (Suva): Grenzwerte – Aktuelle MAK- und BAT-Werte (Suche nach 110-91-8 bzw. Morpholin)Vorlage:Abrufdatum</ref>
Toxikologische Daten	1050 mg·kg−1 (LD50, Ratte, oral)<ref>Datenblatt Vorlage:Linktext-Check bei MerckVorlage:Abrufdatum</ref><ref name="Roempp" />
Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen (0 °C, 1000 hPa). Brechungsindex: Na-D-Linie, 20 °C

Morpholin ist eine heterocyclische, bei Raumtemperatur flüssige organische Verbindung mit der Summenformel C₄H₉NO. Der gesättigte Sechsring enthält sowohl eine Ether-Gruppe als auch eine sekundäre Amin-Gruppe; nach dem Hantzsch-Widman-System ist es somit ein hydriertes (und daher gesättigtes) Oxazin bzw. ein Oxazinan.

Gewinnung und Darstellung

Zur großtechnischen Herstellung von Morpholin setzt man Diethylenglycol mit Ammoniak bei Temperaturen von 130–240 °C und Drücken von 150–240 bar in Gegenwart von Nickel-, Kupfer- und Cobaltoxid-Katalysatoren, welche auf Aluminiumoxid (Al₂O₃) geträgert sind, um.<ref name="VERFAHREN">Patent WO2007036496: Verfahren zur Herstellung von Aminodiglykol (ADG) und Morpholin. Veröffentlicht am 5. April 2007, Anmelder: BASF AG, Erfinder: Bram Willem Hoffer, Holger Evers, Petr Kubanek, Till Gerlach, Johann-Peter Melder, Frank Funke, Matthias Frauenkron, Helmut Schmidtke.‌</ref>

Umsetzung von Diethylenglykol mit Ammoniak zu Morpholin und Wasser in Gegenwart eines auf Aluminiumoxid geträgerten Nickel- und Kupferoxid-Katalysators

Umsetzung von Diethylenglykol mit Ammoniak zu Morpholin und Wasser in Gegenwart eines auf Aluminiumoxid geträgerten Nickel- und Kupferoxid-Katalysators

Die komplette Reaktion verläuft dabei in der flüssigen Phase in einem kontinuierlichen Rohr- oder Rohrbündelreaktor. Der Katalysator wird als Festbett angeordnet und die Umsetzung bevorzugt in der Rieselfahrweise durchgeführt. Die Reinigung und Aufarbeitung des Produkts erfolgt durch mehrstufige Destillation in Rektifikationskolonnen.<ref name="VERFAHREN" />

Außerdem kann Morpholin aus Diethanolamin<ref name=Roempp>Eintrag zu Morpholin. In: Römpp Online. Georg Thieme VerlagVorlage:Abrufdatum</ref> oder aus Bis(2-chlorethyl)ether gewonnen werden. Diese Verfahren haben allerdings keine großtechnische Bedeutung.<ref name="Hauptmann">Siegfried Hauptmann: Organische Chemie, Verlag Harry Deutsch, Thun 1985, ISBN 3-87144-902-4, S. 602.</ref>

Eigenschaften

Physikalische Eigenschaften

Morpholin ist eine brennbare, hygroskopische, farblose Flüssigkeit mit aminartigem Geruch.<ref name=Roempp /> Mit Wasser reagiert es leicht basisch. Der Siedepunkt bei Normaldruck liegt bei 128,95 °C.<ref name="Sovova">Sovova, M.; Boublik, T.: Liquid-vapor equilibrium. Part C. Vapor-liquid equilibrium in the water(1)-morpholine(2) system at the pressures of 50 and 75 kPa in Collect. Czech. Chem. Commun. 51 (1986) 1899.</ref> Die Dampfdruckfunktion ergibt sich nach Antoine entsprechend ln(P) = A−(B/(T+C)) (P in kPa, T in K) mit A = 14,5733, B = 3384,26 und C = −61,453 im Temperaturbereich von 308 bis 393 K.<ref name="Lee">Ming-Jer Lee, Chang-Ching Su, Ho-mu Lin: Vapor Pressures of Morpholine, Diethyl Methylmalonate, and Five Glycol Ethers at Temperatures up to 473.15 K in J. Chem. Eng. Data 50 (2005) 1535–1538, doi:10.1021/je049627d.</ref>

Sicherheitstechnische Kenngrößen

Morpholin bildet leicht entzündliche Dampf-Luft-Gemische. Die Verbindung hat einen Flammpunkt von 31 °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 1,8 Vol.‑% (64 g/m³) als untere Explosionsgrenze (UEG) und 15,2 Vol.‑% (550 g/m³) als obere Explosionsgrenze (OEG).<ref name="GESTIS" /><ref name="Brandes" /> Die Grenzspaltweite wurde mit 0,92 mm bestimmt.<ref name="GESTIS" /><ref name="Brandes" /> Es resultiert damit eine Zuordnung in die Explosionsgruppe IIA.<ref name="Brandes" /> Die Zündtemperatur beträgt 275 °C.<ref name="GESTIS" /> Der Stoff fällt somit in die Temperaturklasse T3.

Sicherheitshinweise

Morpholin ist gesundheitsschädlich beim Einatmen, Verschlucken und Berührung mit der Haut. Es verursacht Verätzungen. Einatmen von Morpholin führt zu Lungenödemen und nachfolgenden Leber- und Nierenschäden. Mit nitrosierenden Verbindungen (z. B. Nitriten, Stickoxiden) können sich Nitrosamine bilden, welche krebserregend wirken können.

Morpholin hat eine LD₅₀ von 500 mg·kg⁻¹ (dermal, Kaninchen), sowie 1910 mg·kg⁻¹ (oral, Ratte).

Verwendung

• Zusatz zu Wasser- und Dampfsystemen als Korrosionsinhibitor und zur Anpassung des pH-Wertes<ref name=Roempp />
• Herstellung von Vulkanisationshilfsmitteln für die Kautschuk- und Gummiindustrie
• Zusatz bei der Betonverarbeitung
• Zusatz zu Wachsen, die zur Behandlung der Oberflächen von frischem Obst angewendet werden. Diese Verwendung ist in den EU-Staaten nicht zugelassen, aber z. B. in den USA, Kanada und Südamerika.<ref>Europäisches Parlament: Betrifft: Einfuhrverbot für chilenische Äpfel, Parlamentarische Anfrage des Abgeordneten Filip Kaczmarek vom 24. Januar 2011.</ref>
• Herstellung der Arzneistoffe Bufexamac, Dextromoramid, Doxapram, Emorfazon, Fenclofenac, Folescutol, Fomocain, Molindon,<ref group="S">Externe Identifikatoren von bzw. Datenbank-Links zu Molindon: CAS-Nr.: Vorlage:CASRN, EG-Nr.: , ECHA-InfoCard: Vorlage:ECHA, GESTIS: , PubChem: , ChemSpider: .html , DrugBank: , Wikidata: Q593166.</ref> Moracizin, Morinamid,<ref group="S">Externe Identifikatoren von bzw. Datenbank-Links zu Morinamid: CAS-Nr.: Vorlage:CASRN, EG-Nr.: , ECHA-InfoCard: Vorlage:ECHA, GESTIS: , PubChem: , ChemSpider: .html , DrugBank: , Wikidata: Q1179238.</ref> Naproxen, Sulmetocin,<ref group="S">Externe Identifikatoren von bzw. Datenbank-Links zu Sulmetocin: CAS-Nr.: Vorlage:CASRN, EG-Nr.: , ECHA-InfoCard: Vorlage:ECHA, GESTIS: , PubChem: , ChemSpider: .html , DrugBank: , Wikidata: Q27271612.</ref> Timolol und Trimetozin<ref name="Kleemann">Axel Kleemann, Jürgen Engel, Bernd Kutscher und Dieter Reichert: Pharmaceutical Substances, 4. Auflage (2000) 2 Bände erschienen im Thieme-Verlag Stuttgart, ISBN 978-1-58890-031-9; seit 2003 online mit halbjährlichen Ergänzungen und Aktualisierungen.</ref> sowie dem PI3K-Inhibitor GDC-0941<ref>Paul Workman, Paul A. Clarke, Florence I. Raynaud, Rob L. M. van Montfort: Drugging the PI3 Kinome: From Chemical Tools to Drugs in the Clinic. In: Cancer Research. Band 70, Nr. 6, 15. März 2010, S. 2146–2157, doi:10.1158/0008-5472.CAN-09-4355. </ref>
• In der organischen Synthese als schwache Aminbase<ref name=Roempp />
• Speziell zur Synthese von Phenylessigsäurederivaten nach dem Willgerodt-Kindler-Verfahren
• Bei der Synthese von Enaminen, die ihrerseits wichte Synthesebausteine sind
• Eine Klasse von Fungiziden (Aldimorph, Dodemorph, Fenpropimorph, Tridemorph) hat Morpholin als gemeinsames Strukturmotiv<ref>Clemens Lamberth: Bioactive Heterocyclic Compound Classes. Hrsg.: Clemens Lamberth, Jürgen Dinges. Wiley-VCH, 2012, ISBN 978-3-527-66441-2, Morpholine Fungicides for the Treatment of Powdery Mildew, S. 119–127, doi:10.1002/9783527664412.ch10. </ref>

Einzelnachweise

<references />

Externe Links zu erwähnten Verbindungen

<references group="S" />