Allylbromid (106-95-6) Physikalische und Chemische Eigenschaften
Allylbromid
Ein halogeniertes allylisches Reagenz, das häufig als reaktive Zwischenstufe in der industriellen organischen Synthese und Herstellung von Spezialchemikalien verwendet wird.
| CAS-Nummer | 106-95-6 |
| Stoffklasse | Allylhalogenid (halogenierter aliphatischer Stoff) |
| Typische Form | Farblosen bis hellgelbe Flüssigkeit |
| Übliche Reinheitsgrade | BP, EP, JP, Reagent Grade, USP |
Allylbromid ist ein niedermolekulares, ungesättigtes Alkylbromid der allylischen Stoffklasse. Strukturell handelt es sich um ein allylisches Halogenid mit der Summenformel \( \ce{C3H5Br} \); das Substitutionsmuster platziert ein Bromatom am primären allylischen Kohlenstoff eines Propenyl-Fragments. Das π-System der C=C-Doppelbindung, konjugiert mit der benzylic-ähnlichen (allylischen) Position, stabilisiert Carbokation- und Radikalzwischenprodukte und erhöht somit die Reaktivität bei nucleophiler Substitution, Radikaladdition und Polymerisationswegen im Vergleich zu gesättigten primären Bromiden. Elektronisch entzieht das Bromatom induktiv Elektronendichte, während die allylische Resonanz positive Ladung in Zwischenstufen delokalisiert; die topologische polare Oberfläche beträgt 0, und die Verbindung besitzt keine Wasserstoffbrücken-Donor- oder -Akzeptorstellen, was mit geringer Polarität und moderater Lipophilie korrespondiert.
Als halogeniertes, ungesättigtes Kohlenwasserstoffmolekül verhält sich Allylbromid als flüchtiges, entflammbares und elektrophiles alkylierendes Mittel. Es ist gering löslich in Wasser, aber mischbar mit vielen organischen Lösungsmitteln; aufgrund seiner Flüchtigkeit und einer Dampfdichte größer als Luft stellt die Inhalation eine bedeutende Expositionsroute dar. Chemisch ist es reaktiv gegenüber Nucleophilen, Oxidationsmitteln und Radikalinitiatoren und kann unter Initiierung exotherme Polymerisationen eingehen. Industriell und im Labor wird es hauptsächlich als allylierender Zwischenstoff und chemischer Baustein für Polymere, Duftstoffe, pharmazeutische Wirkstoffe und Agrochemikalien verwendet; historisch diente es auch als Begasungsmittel. Übliche Handelsqualitäten für diesen Stoff sind: BP, EP, JP, Reagent Grade, USP.
Basis-Physikalische Eigenschaften
Dichte
- Gemeldete Werte: \(1.4161\) bei \(68\ ^\circ\mathrm{F}\) (USCG, 1999) — dichter als Wasser; sinkt ab. Alternativwert: \(1.398\) bei \(20\ ^\circ\mathrm{C}/4\ ^\circ\mathrm{C}\).
Qualitativ liegt die Dichte deutlich über der von Wasser, sodass Freisetzungen größere flüssige Phasen bilden, die absinken und sich in tieferen Bereichen oder Abflüssen ansammeln können; dies beeinflusst Maßnahmen zur Eindämmung von Verschüttungen und Abflusskontrolle.
Schmelzpunkt
- Gemeldete Werte: \(-182\ ^\circ\mathrm{F}\) (USCG, 1999); \(-119\ ^\circ\mathrm{C}\).
Es liegen keine weiteren experimentell ermittelten Schmelzpunktwerte über die gemeldeten hinaus vor.
Siedepunkt
- Gemeldete Werte: \(158\ ^\circ\mathrm{F}\) bei \(760\ \mathrm{mmHg}\) (USCG, 1999); \(71.3\ ^\circ\mathrm{C}\) bei \(760\ \mathrm{mmHg}\).
Der Siedepunkt entspricht einem flüchtigen organischen Flüssigkeitsstoff bei Raumtemperatur; daher sind Dampfdruckdaten im geschlossenen System und ausreichende Belüftung für Prozesskontrollen relevant.
Dampfdruck
- Gemeldeter Wert: \(136.0\ \mathrm{mmHg}\).
Dieser relativ hohe Dampfdruck bei Umgebungstemperatur zeigt eine erhebliche Dampfbildung und die Möglichkeit schneller Verdampfung von Flüssigkeitsoberflächen; die Dämpfe sind schwerer als Luft (gemeldete Dampfdichte \(4.17\) relativ zu Luft).
Flammpunkt
- Gemeldete Werte: \(28\ ^\circ\mathrm{F}\) (USCG, 1999); \(-1\ ^\circ\mathrm{C}\); zusammenfassend etwa \(30\ ^\circ\mathrm{F}\) \((-1\ ^\circ\mathrm{C})\).
Der niedrige Flammpunkt klassifiziert das Material als leicht entflammbar; Dämpfe können explosionsfähige Gemische in Luft bilden (siehe unten Flammgrenzer).
Chemische Eigenschaften
Löslichkeit und Phasenverhalten
- Miscible mit Alkohol, Chloroform, Ether, Kohlenstoffdisulfid und Tetrachlorkohlenstoff.
- Wasserlöslichkeit: \(3,835\ \mathrm{mg\,L^{-1}}\) bei \(25\ ^\circ\mathrm{C}\).
Allylbromid ist in Wasser wenig löslich, wird jedoch von vielen organischen Lösungsmitteln gut solvatisiert; dies unterstützt seine Verwendung als Reagenz in organischer Phase. Aufgrund der Flüchtigkeit und Dampfdichte > 1 bildet es über Flüssigkeitspools eine Dampfphase und kann sich in tiefliegenden, schlecht belüfteten Bereichen ansammeln.
Reaktivität und Stabilität
- Polymerisation kann durch erhöhte Temperatur, Oxidationsmittel und Peroxide ausgelöst werden.
- Beim Erhitzen erfolgt Zersetzung mit Bildung toxischer Bromwasserstoff- und bromhaltiger Spezies.
- Reaktivitäts-/Inkompatibilitätsprofil: reagiert heftig mit oxidierenden Stoffen und Laugen; gehört zu den reaktiven Stoffgruppen halogenierter organischer und ungesättigter aliphatischer Verbindungen.
Allylbromid ist ein elektrophiles alkylierendes Mittel am allylischen Kohlenstoff und unterliegt leicht nucleophiler Substitution (einschließlich schneller SN2-Reaktionen an der allylischen Position), Radikaladditionen und Polymerisationsinitiierungen unter geeigneten Bedingungen. Es zersetzt sich beim Erhitzen und kann HBr freisetzen — Prozessdesigns sollten korrosive und toxische Zersetzungsprodukte berücksichtigen sowie Maßnahmen zur Peroxidations- und Polymerisationshemmung bei Lagerung oder Destillation einschließen.
Thermodynamische Daten
Standardenthalpien und Wärmekapazität
Für diese Eigenschaft sind im aktuellen Datenkontext keine experimentell ermittelten Werte verfügbar.
Qualitativ sind Verbrennung und Zersetzung – wie bei anderen niedermolekularen Alkylbromiden – exotherm und erzeugen korrosive bromhaltige Verbrennungsprodukte; Risiken thermischer Eskalation während Destillation oder reaktiver Verarbeitung sollten durch Temperaturkontrolle und Inertisierung minimiert werden.
Molekulare Parameter
Molekulargewicht und Formel
- Molekulare Formel: \( \ce{C3H5Br} \).
- Molekulargewicht: \(120.98\ \mathrm{g\,mol^{-1}}\) (gemeldeter Wert: 120.98).
- Exakte/monoisotopische Masse: \(119.95746\).
Struktur-Identifikatoren: SMILES C=CCBr, InChI InChI=1S/C3H5Br/c1-2-3-4/h2H,1,3H2, InChIKey BHELZAPQIKSEDF-UHFFFAOYSA-N.
LogP und Polarität
- Gemeldete XLogP / log Kow: XLogP = 1.8; log Kow = 1.79.
- Topologische polare Oberfläche (TPSA): 0.
- Wasserstoffbrücken-Donoren: 0; Wasserstoffbrücken-Akzeptoren: 0.
Die moderate Lipophilie und das Fehlen von Wasserstoffbrückenfunktionalität erklären die eingeschränkte Wasserlöslichkeit sowie das moderate Potential für Membranpermeabilität und dermale Resorption; entsprechend sind gemessene berufliche Expositionsgrenzwerte niedrig.
Strukturelle Merkmale
Allylbromid enthält eine terminale C=C-Doppelbindung benachbart zur brommethylischen Substituentengruppe (ein allylisches Bromid). Die allylische Position bewirkt: - Erhöhte Reaktivität gegenüber Nucleophilen (stabilisiertes Carbokation/Übergangszustand); - Verstärkte Reaktivität in Radikalchemie und erhöhte Neigung zu Additions- oder Polymerisationsreaktionen; - Alkylierende Wirkung, die thiolhaltige Biomoleküle sowie nucleophile Zentren in Proteinen und Nukleinsäuren modifizieren kann.
Die Kombination aus einem elektrophilen allylischen Zentrum und einer guten Abgangsgruppe (Br) macht das Molekül zu einem häufig eingesetzten allylierenden Reagenz in der organischen Synthese, aber auch zu einem potenten biologischen Alkylierer.
Identifikatoren und Synonyme
Registrierungsnummern und Codes
- CAS-Nummer: 106-95-6
- Europäische Gemeinschaft (EG) Nummer: 203-446-6
- Gemeldete UN/NA-Versandnummer: UN1099
- UNII: FXQ8X2F74Z
- Weitere Registrierungskennungen finden sich in Quellenanmerkungen (z. B. ChEMBL, DSSTox) und können für Querverweise in Beschaffungs- und Zulassungsprozessen verwendet werden.
Synonyme und Strukturbezeichnungen
Häufig verwendete Synonyme und Strukturbezeichnungen umfassen: Allylbromid; 3-Bromprop-1-en; 3-Brompropen; 3-Bromo-1-propen; 1-Propen, 3-bromo-; 2-Propenylbromid; 1-Bromo-2-propen; CH2=CHCH2Br. Diese Synonyme werden weit verbreitet in Spezifikationen, Beschaffungsdokumentationen und in der Arbeitsschutzliteratur verwendet.
Industrielle und kommerzielle Anwendungen
Repräsentative Einsatzgebiete und Wirtschaftszweige
Allylbromid wird hauptsächlich als chemisches Zwischenprodukt in der organischen Synthese sowie als Baustein verwendet für: - Herstellung von Polymeren und Harzen (einschließlich Copolymerisation mit Schwefeldioxid); - Synthetische Duftstoffe und Zwischenprodukte für die Parfümherstellung; - Wirkstoff- und Agrarchemikalien-Zwischenprodukte; - Spezielle allylische Derivate, die in weiteren chemischen Umsetzungen verwendet werden.
Berufliche Exposition kann bei der chemischen Produktion und Formulierung sowie in Industriezweigen auftreten, in denen Allylierungsreaktionen im größeren Maßstab durchgeführt werden.
Funktion in der Synthese oder Formulierungen
Allylbromid dient funktionell als kommerzielles Allylierungsmittel zur Einführung der Allylgruppe in Nukleophile (Sauerstoff-, Stickstoff-, Schwefel- und Kohlenstoffnukleophile) und als Monomer/Zwischenprodukt in der Polymerchemie. Es wird als reaktives, flüssiges Reagenz gehandhabt und formuliert; die prozessbedingte Steuerung umfasst üblicherweise Inhibitoren zur Verhinderung unkontrollierter Polymerisation sowie Stabilisatoren für Versand und Lagerung.
Ist eine knappe Anwendungsschilderung für den jeweiligen Anwendungsfall nicht ausreichend, erfolgt die Auswahl typischerweise auf Basis des oben genannten Reaktivitätsprofils der Verbindung (allylischer Elektrophil, Flüchtigkeit, Entzündlichkeit).
Sicherheits- und Handhabungsübersicht
Akute und berufliche Toxizität
- Gemeldete Messwerte zur akuten Toxizität und Expositionsgrenzwerte: RD50 (Atemwegsreizwirkung) = \(257.0\ \mathrm{ppm}\); TLV \(0.1\ \mathrm{ppm}\) mit TLV-STEL \(0.2\ \mathrm{ppm}\).
- Beispiele für Toxizitätsdaten: LD50 (oral, Meerschweinchen) = \(30\ \mathrm{mg/kg}\); LD50 (intraperitoneal, Maus) = \(108\ \mathrm{mg/kg}\); LC50 (Ratte, Inhalation) wurden gemeldet (z. B. \(2020\ \mathrm{ppm}/30\ \mathrm{min}\) in einer Studie und ein weiterer tabellierter Wert von \(10{,}000\ \mathrm{mg/kg}\) Inhalation Ratte/30 min).
- Gemeldete gesundheitliche Auswirkungen: schwere Augen- und Hautverätzungen, Atemwegsreizung, Schleimhautreizungen sowie systemische Toxizität einschließlich gastrointestinaler und pulmonaler Schädigungen. Allylbromid ist ein alkylierender Wirkstoff, der Thiolgruppen und DNA modifizieren kann; Mutagenitätssignale werden für allylische Alkylierer berichtet.
Aufgrund der niedrigen beruflichen Expositionsgrenzwerte und der bekannten Haut- und Inhalationstoxizität sind technische Schutzmaßnahmen (örtliche Absaugung), Prozessabdichtungen sowie strenge persönliche Schutzausrüstung in Herstellungs- und Handhabungsbereichen erforderlich. Erste-Hilfe-Maßnahmen umfassen sofortiges Spülen bei Augenkontakt oder Hautberührung sowie umgehende ärztliche Behandlung bei Einatmen oder Verschlucken.
Lager- und Handhabungshinweise
- Lagerbedingungen: Fest verschlossen aufbewahren; kühl, trocken und gut belüftet, fern von oxidierenden Stoffen und Laugen lagern. Von Wärme- und Zündquellen trennen.
- Brand-/Explosionsgefahr: Hochentzündliche Flüssigkeit und Dampf; untere Explosionsgrenze 4,4 % Vol., obere Explosionsgrenze 7,3 % Vol. Selbstentzündungstemperatur \(563\ ^\circ\mathrm{F}\) (\(295\ ^\circ\mathrm{C}\)). Dämpfe sind schwerer als Luft und können zu Zündquellen wandern und zurückzünden.
- Notfallmaßnahmen: Bei Brand entstehen toxische Gase wie Bromwasserstoff und bromhaltige Spezies. Verwendung von Trockenlöschpulver, CO2, alkoholbeständigem Schaumlöschmittel oder Wassersprühnebel bei größeren Bränden (Kühlung der Behälter). Evakuieren und Absperren des Gefahrenbereichs; Zündquellen eliminieren und Erdung der Ausrüstung während des Transports sicherstellen.
- Persönliche Schutzausrüstung: Chemikalienbeständige Handschuhe, Schutzbrille/Spritzschutz oder Gesichtsschutz sowie geeignete Schutzkleidung; Atemschutz (Positivdruck-Selbstretter) bei hohen Dampfkonzentrationen oder im Notfalleinsatz.
Bei Prozessgestaltung und Beschaffung sind Stabilisatoranforderungen sowie Polymerisationsinhibierung für Lagerung und Destillation zu berücksichtigen. Für detaillierte Gefahren-, Transport- und Zulassungsinformationen sollten Anwender das produktspezifische Sicherheitsdatenblatt (SDS) und lokale Vorschriften heranziehen.
