Beim Umgang mit Losungen bzw. Dispersionen, die als Losungsmittel halogenierte

KW, Alkane oder Cycloalkane enthalten, ist generell Vorsicht geboten.

Tetrachlorkohlenstoff CC14 ist dariiber hinaus als krebserregend eingestuft, so dass sein Einsatz als Fleckenwasser und Entfettungsmittel bereits 1976 verboten wurde. Heute wer – den vor allem 1,1,1-Trichlorethan (Tab. 10.3) und Tetrachlorethylen (Per, C12C=CC12) als Entfettungs – und Reinigungsmittel in der Metallindustrie und in der chemischen Reinigung verwendet. Tetrachlorethylen ist der Gruppe der ungesattigten halogenierten KW zuzuord – nen.

Die Entflammbarkeit bzw. Brennbarkeit der Chlormethane nimmt mit wachsender Anzahl der Chloratome ab. Tetrachlorkohlenstoff wurde deshalb lange Zeit als „FullstofP4 in Feu – erloschem (,,Tetra-L6scher“) verwendet. Aufgrund der Vergiftungsgefahren durch Phos- genbildung (Phosgen COCl2) wird CC14 allerdings kaum noch als Feuerloschmittel verwen­det. In der Brandhitze (T > 500°C) zersetzt sich CC14 in Anwesenheit von Feuchtigkeit zu Phosgen (CC14 + H20 -» COCl2 + 2 HC1). Da Phosgen zu Chlorwasserstoff HC1 hydroly – siert (COCl2 + H20 -> 2 HC1 + C02), ist es ein auBerordentlich starkes Aterngift. Es kann nach einer Latenzzeit von mehreren Stunden zu schweren Lungenodemen, ja sogar zum Tode fuhren.

Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKW; auch: Frigene) sind fluorierte und chlorierte Kohlenwasserstoffe, zumeist handelt es sich um Abkommlinge des Methans bzw. des Ethans. Fluorchlorkohlenwasserstoffe bilden leicht zu verfliissigende Gase bzw. leicht be – wegliche Flussigkeiten. Sie verfugen liber eine Reihe herausragender Eigenschaften: Sie sind chemisch und thermisch stabil, besitzen niedrige Siedetemperaturen und Warmeleitfa – higkeiten sowie eine geringe Brennbarkeit und Toxizitat. Damit waren sie fur zahlreiche Anwendungen wie den Einsatz als Treibgas fur Aerosole und Schaume (Schaumpolystyrol, PUR-Hartschaum), als Kiihlmittel in Klihlschranken und Klimaanlagen, als Losemittel in der Mikroelektronik sowie als Feuerloschmittel geradezu pradestiniert. Die okologischen

Auswirkungen der Produktion und der Freisetzung von FCKW im Hinblick auf den strato – spharischen Ozonabbau und den Treibhauseffekt wurden in den Кар. 5A2.2.2 und 5.4.3.3 besprochen. Der EU-weite Ausstieg aus der Produktion und dem Einsatz von FCKW er – folgte zum 01.07.1997.

Подпись:Tabelle 10.3

Formeln, Namen und Siedepunkte einiger ausgewahlter Haloge – nalkane (bei Normal – druck)

10.1.3 Alkohole und Phenole

Werden in die Molektile der Kohlenwasserstoffe, die sich allesamt durch eine geringe che – mische Reaktivitat auszeichnen, Heteroatome (Nichtkohlenstoffatome wie O, N, S) einge- baut, bestimmen diese Heteroatome oft die Eigenschaften der sich ergebenden neuen Ver­bindungen. Ursache sind in der Regel Elektronegativitatsunterschiede zwischen Hetero – und Kohlenstoffatom und daraus resultierende Polaritaten im Molekiil. Alkohole sind wie die Carbonsauren, die Aldehyde und die Ether organische Sauerstoffverbindungen.

r —[H OH funktionelle Gruppe

і______ і

a) R = Alkylrest, z. B. Methylrest (-CH3):

і—– 1

H3C—j-OHj alkoholische Hydroxylgruppe

b)

Подпись: phenolische Hydroxylgruppe
image177

R = Phenylrest (-C6H5):

Die Alkohole leiten sich von den Kohlenwasserstoffen durch Austausch eines oder mehre – rer H-Atome gegen Hydroxylgruppen (-OH) ab. Die Hydroxylgruppe ist damit ihre funkti- onelle Gruppe. Ist R ein aromatischer Rest, liegen Phenole vor. Beide Verbindungsklassen lassen sich strukturell vom Wassermolekul ableiten, indem ein H-Atom durch einen Alkyl – oder einen Arylrest ersetzt wird.

Sind zwei, drei oder mehr Hydroxylgruppen im Molekul vorhanden, so wird der Endung – ol das entsprechende griechische Zahlwort di-, tri – usw. vorangestellt. Je nach der Anzahl der OH-Gruppen spricht man von ein-, zwei – oder mehrwertigen Alkoholen. Dabei gilt die Erlenmeyer-Regel: Pro С-Atom kann nur maximal eine Hydroxylgruppe gebunden sein.

Hinsichtlich der Stellung der OH-Gruppe im Molekul teilt man die Alkohole in primare, sekundare und tertiare Alkohole ein. Bei primaren Alkoholen ist die OH-Gruppe mit ei – nem С-Atom verknupft, an dem zwei H-Atome gebunden sind (primares С-Atom). Bei se – kundaren Alkoholen ist die OH-Gruppe mit einem С-Atom verknupft, das nur ein H-Atom gebunden enthalt (sekundares С-Atom) und bei tertiaren Alkoholen ist die OH-Gruppe mit einem С-Atom verknupft, das kein H-Atom gebunden enthalt (tertiares С-Atom). Eine Aus – nahme bildet der einfachste primare Alkohol, das Methanol, bei dem die OH-Gruppe an einem С-Atom hangt, an dem drei H-Atome gebunden sind.

H

1

H

1

R

i

1

– C – OH

1

X

0

1

– o – 1

ос

X

0

1

– o – 1

□с

1

H

1

R

1

R

primarer

sekundarer

tertiarer Alkohol

Alkanole. Die Alkanole leiten sich von den gesattigten Kohlenwasserstoffen, den Alkanen, ab. Sie bilden eine homologe Reihe von Verbindungen der Formel CnH2n+iOH (mit n = 1, 2, …). Die Namen der einzelnen Vertreter werden durch Anfugen der Endung – ol an den Namen des zugrunde liegenden Alkans gebildet (Tab. 10.4). Bei den Alkoholen liegt ein ahnlicher Fall wie bei den Ethem (s. nachstes Кар.) vor. Im Umgangssprachgebrauch ver – steht man unter „Alkohol44 den Ethylalkohol (Ethanol), obwohl sich hinter der Bezeichnung Alkohol eine ganze Stoffklasse organischer Verbindungen verbirgt.

Methanol (Methylalkohol), Ethanol (Ethylalkohol) und Propanol (Propylalkohol) sind farblose, brennbare Flussigkeiten von charakteristischem Geruch und brennendem Ge – schmack, die sich mit Wasser in jedem Verhaltnis mischen. Die gute Wasserloslichkeit sowie die im Vergleich zu den KW analoger Molmasse deutlich hoheren Siedepunkte der Alkohole sind auf Wasserstoffbruckenbindungen sowohl zwischen den OH-Gruppen der Alkohole und H20-Molekulen als auch zwischen den alkoholischen OH-Gruppen unterein – ander zuriickzufuhren. Mit zunehmender Grobe des KW-Restes (R = C4 bis Cn) kompen – siert dessen hydrophober Charakter die hydrophilen Eigenschaften der funktionellen Gruppe und die Wasserloslichkeit nimmt rasch ab. Zum Beispiel losen sich in 100 ml H20 7,9 g 1-Butanol, 2,7 g 1-Pentanol und 0,59 g 1-Hexanol (20°C). Hohermolekulare Alkohole sind feste, wasserunlosliche Stoffe.

Die niedermolekularen Alkohole (Ci bis C4) werden vor allem als Konservierungsmittel, als Kraftstoffzusatz sowie in unterschiedlicher Weise ffir die Synthese von Folgeprodukten wie Kunstharzen, Klebstoffen und Farben verwendet.

Tabelle 10.4 Namen, Formeln und Siedepunkte (bei Normaldruck) einiger Alkohole

Name

Formel

Siedepunkt (°С)

Methanol

CH3OH

65

Ethanol

CH3-CH2OH

78

1-Propanol

CH3-CH2-CH2OH

97

2-Propanol

CH3 – CH – CH3

82

(Isopropanol)

1

OH

1-Butanol

CH3-CH2-CH2-CH2OH

118

2-Butanol

CH3-CH-CH2-CH3

1

100

1

OH

2-Methyl-1 – propanol

CH3 – CH – CH2OH

108

(Isobutanol)

1

CH3

2-Methyl-2-propanol

CH3 – C(OH) – CH3

83

(tert. Butanol)

1

CH3

Подпись: H2C - OH I HC-OH
Подпись: H2C - OH I H2C - OH

Die wichtigsten mehrwertigen Alkohole sind Ethylenglycol als einfachster zweiwertiger Alkohol und Glycerin als einfachster dreiwertiger Alkohol.

H2C – OH

Ethylenglycol Glycerin

(1,2- Ethandiol) (1,2,3- Propantriol)

Ethylenglycol (unkorrekt: Glycol) ist ein farbloses, viskoses Ol, das mit Wasser und Etha­nol in jedem Verhaltnis mischbar ist. Es wird als Frostschutzmittel verwendet. Daneben ist es – in reiner wie auch in abgewandelter Form (z. B. als Ester) – ein wertvolles Losungsmit – tel fur Lacke und Acetylcellulose sowie ein wichtiges Ausgangsprodukt fur die Polyesterfa – serproduktion.

Glycerin (Glycerol) kommt als Baustein der Glyceride (Кар. 10.1.7) in nahezu alien tieri – schen Fetten und pflanzlichen Olen vor. Es ist eine farblose, sirupose, hochsiedende Fliis – sigkeit, die in jedem Verhaltnis mit Wasser mischbar ist. Glycerin dient als Bremsflussig – keit sowie im Gemisch mit Wasser als Frostschutzmittel. Dartiber hinaus findet es in der
pharmazeutischen, kosmetischen, polygraphischen sowie der Sprengstoffindustrie Verwen – dung.

Im Gegensatz zu den Alkoholen zeigen die Phenole eine schwach saure Reaktion, worauf die altere Bezeichnung Carbolsaure zuruckzufuhren ist. Phenol dissoziiert in Wasser in geringem Umfang unter Bildung des Phenolat – und des Hydroniumions (Gl. 10-6).

image178

Phenol Phenolat-Anion

Phenol bildet farblose Kristalle von charakteristischem Geruch (Smp. 41 °С), die sich an der Luft schwach rotlich farben und in kaltem Wasser nur maBig losen. In Alkohol und Ether ist Phenol leicht loslich. Phenollosungen (ca. 5%ig) wirken desinfizierend und keimtotend. Phenol ist ein wichtiges Ausgangsprodukt fur die Herstellung von Kunststoffen (Кар. 10.4.4.2) sowie von kunstlichen Farb – und Gerbstoffen.

Das vollchlorierte Phenol, Pentachlorphenol (PCP, Abb. 10.2c), hat eine weite Verbrei- tung als Holzschutzmittel und Fungizid gefunden. Seitdem bekannt ist, dass PCP nicht nur fischtoxisch ist, sondem auch beim Menschen zu erheblichen gesundheitlichen Schaden fuhren kann, ist seine Produktion und Verwendung in der BRD eingestellt worden. Wie die anderen Chloraromaten (z. B. PCB, DDT) wird auch Pentachlorphenol schwer abgebaut und aufgrund seiner Lipophilie (Fettloslichkeit) im menschlichen Organismus angereichert. PCP ist stark krebserregend.