Morpholin
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| Allgemeines | ||||||||||||||||||||||
| Name | Morpholin (IUPAC) | |||||||||||||||||||||
| Andere Namen |
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| Summenformel | C4H9NO | |||||||||||||||||||||
| Kurzbeschreibung |
farblose Flüssigkeit mit ammoniakartigem Geruch[1] | |||||||||||||||||||||
| Externe Identifikatoren/Datenbanken | ||||||||||||||||||||||
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| Eigenschaften | ||||||||||||||||||||||
| Molare Masse | 87,12 g·mol−1 | |||||||||||||||||||||
| Aggregatzustand |
flüssig[1] | |||||||||||||||||||||
| Dichte |
1,00 g·cm−3 (20 °C)[1] | |||||||||||||||||||||
| Schmelzpunkt | ||||||||||||||||||||||
| Siedepunkt |
129 °C[1] | |||||||||||||||||||||
| Dampfdruck | ||||||||||||||||||||||
| pKS-Wert |
8,36 (konjugierte Säure)[2] | |||||||||||||||||||||
| Löslichkeit |
vollständig mischbar mit Wasser[1] | |||||||||||||||||||||
| Brechungsindex |
1,454 (20 °C)[3] | |||||||||||||||||||||
| Sicherheitshinweise | ||||||||||||||||||||||
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| MAK | ||||||||||||||||||||||
| Toxikologische Daten | ||||||||||||||||||||||
| Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. 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
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]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.[8]
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.[8]
Außerdem kann Morpholin aus Diethanolamin[7] oder aus Bis(2-chlorethyl)ether gewonnen werden. Diese Verfahren haben allerdings keine großtechnische Bedeutung.[9]
Eigenschaften
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]Physikalische Eigenschaften
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]Morpholin ist eine brennbare, hygroskopische, farblose Flüssigkeit mit aminartigem Geruch.[7] Mit Wasser reagiert es leicht basisch. Der Siedepunkt bei Normaldruck liegt bei 128,95 °C.[10] 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.[11]
Sicherheitstechnische Kenngrößen
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]Morpholin bildet leicht entzündliche Dampf-Luft-Gemische. Die Verbindung hat einen Flammpunkt von 31 °C.[1][12] 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).[1][12] Die Grenzspaltweite wurde mit 0,92 mm bestimmt.[1][12] Es resultiert damit eine Zuordnung in die Explosionsgruppe IIA.[12] Die Zündtemperatur beträgt 275 °C.[1] Der Stoff fällt somit in die Temperaturklasse T3.
Sicherheitshinweise
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]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
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]- Zusatz zu Wasser- und Dampfsystemen als Korrosionsinhibitor und zur Anpassung des pH-Wertes[7]
- 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.[13]
- Herstellung der Arzneistoffe Bufexamac, Dextromoramid, Doxapram, Emorfazon, Fenclofenac, Folescutol, Fomocain, Molindon, Moracizin, Morinamid, Naproxen, Sulmetocin, Timolol und Trimetotin[14] sowie dem PI3K-Inhibitor GDC-0941[15]
- In der organischen Synthese als schwache Aminbase[7]
- Speziell zur Synthese von Phenylessigsäurederivaten nach dem Willgerodt-Kindler-Verfahren
- Eine Klasse von Fungiziden (Aldimorph, Dodemorph, Fenpropimorph, Tridemorph) hat Morpholin als gemeinsames Strukturmotiv[16]
Einzelnachweise
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]- ↑ a b c d e f g h i j k l m n o Eintrag zu Morpholin in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 3. Januar 2023. (JavaScript erforderlich)
- ↑ 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.
- ↑ a b Datenblatt Morpholine bei Sigma-Aldrich, abgerufen am 22. Januar 2023 (PDF).
- ↑ Eintrag zu Morpholine im Classification and Labelling Inventory der Europäischen Chemikalienagentur (ECHA), abgerufen am 1. Februar 2016. Hersteller bzw. Inverkehrbringer können die harmonisierte Einstufung und Kennzeichnung erweitern.
- ↑ Schweizerische Unfallversicherungsanstalt (Suva): Grenzwerte – Aktuelle MAK- und BAT-Werte, abgerufen am 20. August 2019.
- ↑ Datenblatt Morpholin bei Merck, abgerufen am 27. Februar 2010.
- ↑ a b c d e Eintrag zu Morpholin. In: Römpp Online. Georg Thieme Verlag, abgerufen am 27. Mai 2020.
- ↑ a b 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.
- ↑ Siegfried Hauptmann: Organische Chemie, Verlag Harry Deutsch, Thun 1985, ISBN 3-87144-902-4, S. 602.
- ↑ 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.
- ↑ 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.
- ↑ a b c d E. Brandes, W. Möller: Sicherheitstechnische Kenngrößen. Band 1: Brennbare Flüssigkeiten und Gase. Wirtschaftsverlag NW – Verlag für neue Wissenschaft, Bremerhaven 2003.
- ↑ Europäisches Parlament: Betrifft: Einfuhrverbot für chilenische Äpfel, Parlamentarische Anfrage des Abgeordneten Filip Kaczmarek vom 24. Januar 2011.
- ↑ 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.
- ↑ 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.
- ↑ 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.