Dibromchlormethan (124-48-1) Physikalische und Chemische Eigenschaften
Dibromchlormethan
Dichteres halogeniertes Methan, verwendet als Reagenz und analytischer Referenzstoff in der Spezialsynthetik und Laborabläufen.
| CAS-Nummer | 124-48-1 |
| Familie | Halogenierte aliphatische Verbindungen |
| Typische Form | Farbloser bis schwach gelber Flüssigkeit |
| Gängige Qualitäten | EP, JP, USP |
Dibromchlormethan ist ein halogenierter aliphatischer (Haloform-)Stoff aus der allgemeinen Strukturklasse der Trihalogenmethane. Seine Summenformel ist \( \ce{CHBr2Cl} \), ein einkerniges, tetrahalogeniertes Methan-Derivat, bei dem zwei Brom- und ein Chloratom an das zentrale Kohlenstoffatom gebunden sind. Die elektronische Struktur wird durch die großen, polarisierbaren Halogen-Substituenten dominiert; das Molekül besitzt keine Heteroatom-Lone-Pair-Donoren oder -Akzeptoren, die für klassische Wasserstoffbrückenbindungen geeignet wären, und hat eine berechnete topologische polare Oberfläche von 0, was mit niedriger Polarität, aber erheblicher Polarisierbarkeit und Dichte durch die schweren Halogenatome übereinstimmt.
Das physikochemische Verhalten entspricht dem typischer kleiner Haloforme: geringe Wasserpolarität und moderate Lipophilie (siehe logP), Flüchtigkeit ausreichend für den Übergang in die Luft aus Wasser und Böden, deutliche Dichte im Vergleich zu Wasser und begrenzte chemische Reaktivität unter neutralen Bedingungen. Die Verbindung ist gegenüber neutraler Hydrolyse chemisch stabil, kann jedoch unter starken oxidativen oder metabolischen Bedingungen Oxidation und Aktivierung zu reaktiven Dihalokarbonylderivaten erfahren. Die Flüchtigkeit und geringe wässrige Sorption begünstigen die Entfernung durch Volatilisation aus Oberflächengewässern; anaerobe mikrobiologische Abbauraten können signifikant sein, während aerober Abbau langsam verläuft.
Aus anwendungsbezogener Sicht wird Dibromchlormethan sowohl als Synthesezwischenprodukt als auch als unbeabsichtigtes Desinfektionsnebenprodukt bei Chlorierungsprozessen in der Wasseraufbereitung gefunden. Berufliche Expositionen treten in industriellen Umgebungen auf, in denen es hergestellt oder als Zwischenprodukt verwendet wird; Umweltbelastung erfolgt durch Inhalation des volatilisierten Materials und Aufnahme kontaminierten Wassers. Häufige Handelsqualitäten sind: EP, JP, USP.
Grundlegende Physikalische Eigenschaften
Dichte
Gemeldete experimentelle Werte zeigen eine sehr hohe Flüssigkeitsdichte für eine kleine organische Verbindung: \(2{,}451\ \mathrm{g\,cm^{-3}}\) bei \(68\ ^\circ\mathrm{F}\) (berichteter Wert), was dichter als Wasser ist und daher wahrscheinlich zum Absinken in wässrigen Matrizes führt. Ein spezifisches Gewicht wird mit \(2{,}38\) (dimensionslos) angegeben.
Schmelzpunkt
Es werden zwei experimentelle Werte berichtet: \(-8\ ^\circ\mathrm{F}\) (berichteter Wert) und \(-20\ ^\circ\mathrm{C}\). Für präzise Gefrierpunktangaben bei Verarbeitung oder Kaltlagerung sollten chargenspezifische analytische Daten herangezogen werden.
Siedepunkt
Mehrere experimentelle Siedepunktangaben liegen vor: \(246\)–\(248\ ^\circ\mathrm{F}\) bei \(748\ \mathrm{mmHg}\) (berichteter Wert) und \(121{,}3\)–\(121{,}8\ ^\circ\mathrm{C}\); weitere Quellen nennen \(123\)–\(125\ ^\circ\mathrm{C}\). Die Verbindung ist somit eine mäßig flüchtige Flüssigkeit bei Raumtemperatur mit einem Normalsiedebereich nahe \(121\)–\(125\ ^\circ\mathrm{C}\).
Dampfdruck
Dampfdruckdaten werden mit \(45{,}7\ \mathrm{mmHg}\) bei \(63\ ^\circ\mathrm{F}\) und \(54{,}9\ \mathrm{mmHg}\) bei \(75\ ^\circ\mathrm{F}\) angegeben (berichtet). Ein weiterer Wert wird mit \(5{,}54\ [\mathrm{mmHg}]\) gelistet. Diese Zahlen zeigen einen beträchtlichen Dampfdruck bei Umgebungstemperaturen und unterstützen eine signifikante Volatilisation aus Wasser- oder Bodensektoren.
Flammpunkt
Es existieren widersprüchliche Angaben: Eine frühe Zusammenfassung nennt „Keinen Flammpunkt“. Eine spätere experimentelle Notiz berichtet einen Flammpunkt „größer als \(200\ ^\circ\mathrm{F}\)“. Für Brandrisikobewertungen gilt die Substanz als wenig entflammbar unter normalen Handhabungsbedingungen, allerdings ist das Sicherheitsdatenblatt für chargenspezifische Flammpunktangaben und Notfallmaßnahmen zu konsultieren.
Chemische Eigenschaften
Löslichkeit und Phasenverhalten
Berichtete Löslichkeitsangaben umfassen: „weniger als 1 mg/mL bei \(68\ ^\circ\mathrm{F}\)“ (berichtet) sowie separat „In Wasser 2,70×10³ mg/L bei \(20\ ^\circ\mathrm{C}\)“. Die Substanz wird als „löslich in Ethanol, Ethylether, Benzol, Tetrachlorkohlenstoff, organischen Lösungsmitteln und Aceton“ sowie „mischbar in organischen Lösungsmitteln“ beschrieben. Mehrere spezifische Angaben nennen eine Löslichkeit >10 % in Aceton, Benzol, Ethylether und Ethanol. Praktisch ist Dibromchlormethan je nach Mess- und Berichtsmethode gering bis mäßig in Wasser löslich, aber in den meisten unpolaren und mäßig polaren organischen Lösungsmitteln gut mischbar; es verteilt sich stark in organische Phasen und die Luft.
Verteilungs- und Flüchtigkeitsparameter: gemeldeter log Kow \(= 2{,}16\) und berechneter XLogP \(= 2{,}6\); Henry'sche Gesetz- und Dampfdruckwerte (siehe oben) deuten auf eine Neigung zur Volatilisation aus wässrigen Systemen hin.
Reaktivität und Stabilität
Der Stoff ist unter neutralen Bedingungen chemisch stabil, jedoch inkompatibel mit starken Basen, starken Oxidationsmitteln und Magnesium. Thermische Zersetzung und oxidative Degradation erzeugen Salzsäure, Bromwasserstoff, Kohlenmonoxid, Kohlendioxid und reaktive Dihalokarbonylderivate (Phosgenanalogon); diese Abbauprodukte sind toxisch und korrosiv. Unter basischen Bedingungen ist die Hydrolyse auf kurzen Zeitskalen vernachlässigbar, jedoch wird eine basenkatalysierte zweite Ordnung Hydrolyserate mit 3,1×10⁻⁴ L/mol·s berichtet mit geschätzten Halbwertszeiten von Jahrhunderten bei neutralem pH (z. B. 700 Jahre bei pH 7) und Jahrzehnten bei erhöhtem pH (z. B. 70 Jahre bei pH 8) (geschätzte Werte). Die metabolische Aktivierung in biologischen Systemen erfolgt über Mischfunktionoxidase zu reaktiven Intermediaten und kann Kohlenmonoxid und andere Produkte freisetzen.
Thermodynamische Daten
Standardenthalpien und Wärmekapazität
Verfügbare standardthermochemische Daten für die Gasphase bei \(25\ ^\circ\mathrm{C}\) umfassen eine Bildungsenthalpie von \(-5{,}0\) kcal/mol (Gas), eine Gibbs-Energie der Bildung von \(-4{,}50\) kcal/mol (Gas) und eine Entropie von \(78{,}31\) cal/deg·mol (Gas). Experimentelle Wärmekapazitäten bei konstantem Druck liegen im aktuellen Datenkontext nicht vor.
Molekulare Parameter
Molekulargewicht und Formel
- Summenformel: \( \ce{CHBr2Cl} \)
- Molekulargewicht: \(208{,}28\) (berichtet)
- Exakte Masse: \(207{,}81130\) (berichtet)
- Monoisotopische Masse: \(205{,}81335\) (berichtet)
- Anzahl schwerer Atome: \(4\)
Diese Parameter beschreiben ein einkerniges Molekül mit drei schweren Halogen-Substituenten und einem Wasserstoff.
LogP und Polarität
- Berechneter XLogP3-AA: \(2{,}6\) (berichteter Wert)
- Experimenteller log Kow: \(2{,}16\) (berichteter Wert)
- Topologische polare Oberfläche (TPSA): \(0\)
- Anzahl der Wasserstoffbrücken-Donoren: \(0\)
- Anzahl der Wasserstoffbrücken-Akzeptoren: \(0\) Die moderaten positiven logP-Werte deuten auf eine mäßige Lipophilie hin, die mit der Phasentrennung in organische Phasen und biologische Membranen übereinstimmt, während TPSA und Wasserstoffbrücken-Kennzahlen minimale polare Oberflächenmerkmale anzeigen.
Strukturelle Merkmale
Strukturell ist das Molekül tetraedrisch um das Kohlenstoffatom mit keinen drehbaren Bindungen über die symmetriebedingt zulässigen Orientierungen um C–X-Bindungen hinaus; die berichtete Anzahl der drehbaren Bindungen beträgt \(0\). Das Fehlen von Wasserstoffbrückenfunktionalitäten zusammen mit schweren Halogenen führt zu niedriger klassischer Polarität, aber hoher Polarisierbarkeit, hoher Moleküldichte und signifikantem Brechungsindex (berichteter Brechungsindex \(= 1{,}5482\) bei \(20\ ^\circ\mathrm{C}\)/D). Die chemische Komplexität wird mit \(13{,}5\) angegeben (berechnete Metrik). Die geringe Größe und das Fehlen funktioneller Gruppen, die einer schnellen Hydrolyse unterliegen, erklären die chemische Persistenz unter aeroben Bedingungen und die Anfälligkeit für biotische anaerobe Abbauwege.
Identifikatoren und Synonyme
Registernummern und Codes
- CAS-Nummer: 124-48-1
- Europäische Gemeinschaft (EG) Nummer: 204-704-0
- UNII: 3T4AJR1H24
- UN-Nummer: 2810 (CHLORODIBROMOMETHANE)
- ChEBI: CHEBI:34627
- ChEMBL: CHEMBL157093
- DSSTox Stoff-ID: DTXSID1020300 (und DTXSID30188461)
- HMDB: HMDB0059903
- KEGG: C14692
Weitere zugeordnete Identifikatoren und Registerbezeichnungen finden sich in Lieferanten- und behördlichen Listen; bestätigen Sie die spezifische Verwendung der Identifikatoren für Beschaffung und behördliche Meldungen.
Synonyme und Strukturbezeichnungen
Gängige Synonyme und alternative Bezeichnungen für die Substanz umfassen: Chlorodibrommethan; Dibromchlormethan; Dibromo(chloro)methan; Monochlorodibrommethan; Chlorbromoform; CDBM; Dibrommonochlormethan; CHBr2Cl; CHClBr2; Methan, chlorodibromo-; Dibromchlormethan (stabilisiert mit Ethanol). Für analytische und Beschaffungszwecke sollte das vom Lieferanten verwendete Synonym mit der CAS-Nummer abgeglichen werden.
Verfügbare molekulare Identifikatoren:
- SMILES: C(Cl)(Br)Br
- InChI: InChI=1S/CHBr2Cl/c2-1(3)4/h1H
- InChIKey: GATVIKZLVQHOMN-UHFFFAOYSA-N
(Die oben angegebenen SMILES/InChI/InChIKey dienen als Inline-Maschinenidentifikatoren für Strukturabgleich und Spektraldatenbanksuche.)
Industrielle und kommerzielle Anwendungen
Vertreteranwendungen und Branchen
Dibromchlormethan wurde als chemisches Zwischenprodukt bei der Herstellung anderer organischer Chemikalien verwendet, einschließlich Löschmitteln, Aerosoltreibmitteln, Kältemitteln und bestimmten Pestiziden. Es tritt auch als geringfügiges Desinfektionsnebenprodukt auf, das bei der Reaktion von Chlor mit natürlicher organischer Substanz während der Wasseraufbereitung entsteht; daher wird es in Trinkwasserqualitätsprogrammen überwacht. Umwelt- und berufliche Expositionswege umfassen somit den industriellen Umgang, die Verwendung als Zwischenprodukt sowie unbeabsichtigte Exposition durch chloriertes Wasser und Schwimmbäder.
Rolle in Synthese oder Formulierungen
In der Synthese wurde es als Reagenz bzw. Zwischenprodukt verwendet, beispielsweise bei der Herstellung von Organquecksilberderivaten und in Reaktionen, die Halocarben-Intermediate (Bromchlorkarben) erzeugen. Seine Hauptanwendung liegt als halogenierter Baustein oder lösungsmittelähnliches Reagenz für unpolare Reaktionsmedien; typischerweise wird es nicht dort eingesetzt, wo polare Reaktivität oder Wasserstoffbrückenbindung erforderlich sind.
Berichtete Handelsreinheiten und Formulierungen umfassen analytische und stabilisierte Lösungen sowie gängige Reinheitsgrade (z. B. 98% und 99% Reinheit sowie Standardlösungen). Bei der Entwicklungsformulierung sind die Flüchtigkeit der Verbindung, ihre hohe Dichte und Löslichkeit in Lösungsmitteln bei der Wahl von Co-Lösungsmitteln und Stabilisatoren zu berücksichtigen.
Sicherheits- und Handhabungsübersicht
Akute und berufliche Toxizität
Dibromchlormethan ist über mehrere Expositionswege akut toxisch (oral, inhalativ, dermal) und führt bei hoher Exposition zu einer ZNS-Depression. Zielorgane in Tierversuchen sind Leber und Niere; Hepatotoxizität und Nephrotoxizität wurden in Studien mit wiederholter Dosis beobachtet. Berichte über akute mittlere letale Dosen umfassen LD50-Werte wie Ratte oral LD50 \(= 370\ \mathrm{mg}\,\mathrm{kg}^{-1}\) (männlich) und höhere Werte für weibliche Ratten und Mäuse (berichtete Spannen verfügbar). Die Verbindung wird über Mischfunktion-Oxidasen zu reaktiven Zwischenprodukten metabolisiert, die kovalente Addukte bilden können und als metabolisches Produkt Kohlenmonoxid freisetzen.
Gefahrenkategorisierungen umfassen akute Toxizität und organspezifische Toxizität (narkotische Effekte), Hinweise auf reproduktionstoxische und genotoxische Effekte in einigen Meldungen sowie aquatische Toxizität. Berichtete Gefahrenhinweise umfassen H302 (gesundheitsschädlich beim Verschlucken), H336 (kann Schläfrigkeit und Benommenheit verursachen), H341 (Vermutung genetischer Schäden), H361 (Verdacht auf Beeinträchtigung der Fruchtbarkeit oder des ungeborenen Kindes), H373 (kann durch längere oder wiederholte Exposition Organe schädigen) sowie aquatische Gefahrenhinweise (z. B. H401/H410/H411) je nach spezifischer Einstufung. Die Substanz zeigte begrenzte Hinweise auf Karzinogenität in einigen Tierversuchen, die Gesamtbewertung lautet jedoch „nicht klassifizierbar hinsichtlich Karzinogenität für den Menschen (Gruppe 3)“ in verfügbaren Bewertungen.
Berufliche Schutzmaßnahmen sollten auf Minimierung der Inhalation und Hautexposition abzielen: technische Schutzmaßnahmen (örtliche Absaugung), geeigneter Atemschutz bei Dampfkonzentrationen über Grenzwerten, chemikalienbeständige Handschuhe (üblicherweise Materialien wie Viton oder Butylkautschuk empfohlen), Schutzbrille oder Gesichtsschutz sowie Schutzkleidung. Im Notfalleinsatz sollte ein Atemschutzgerät mit eigener Luftversorgung verwendet werden. Arbeitspraktiken sollten Hautkontakt und Einnahme vermeiden.
Lagerungs- und Handhabungshinweise
Das Material kühl, gut belüftet, licht- und wärmegeschützt lagern. Behälter, falls vom Lieferanten angegeben, unter Schutzatmosphäre dicht verschlossen halten; Lagerung mit starken Oxidationsmitteln, starken Basen und reaktiven Metallen vermeiden. Da thermische oder oxidative Zersetzung korrosive und toxische Gase (HCl, HBr, CO, CO2 und reaktive Dihalocarbonyl-Spezies) freisetzen kann, sind Zünd- und Wärmequellen zu kontrollieren sowie geeignete Feuerlöschmöglichkeiten für Gas- und Flüssigphasen bereitzustellen.
Bei Verschüttungen und Freisetzungen den Bereich belüften und saugfähiges Material verwenden; Sammlung zur Rückgewinnung oder Entsorgung, Einleitung in Abwasser vermeiden. Verschüttetes Material nicht ohne geeignete PSA berühren. Zur Brandbekämpfung trockene Chemikalien, CO2 oder andere geeignete Löschmittel nutzen; direkten Kontakt mit Zersetzungsprodukten vermeiden. Für Abfallentsorgung lokale Vorschriften und produktspezifische Sicherheitsdokumentation beachten.
Für ausführliche Gefahren-, Transport- und behördliche Informationen sollten Anwender das produktspezifische Sicherheitsdatenblatt (SDS) und die lokale Gesetzgebung konsultieren.
