Diphenylether (13-12-9) Physikalische und Chemische Eigenschaften
Diphenylether
Ein unpolares aromatisches Ether, das häufig als Lösungsmittel und synthetisches Zwischenprodukt in der industriellen organischen Chemie sowie in der Herstellung von Duftstoffbestandteilen verwendet wird.
| CAS-Nummer | 13-12-9 |
| Familie | Aromatische Ether |
| Typische Form | Farbloser kristalliner Feststoff oder Flüssigkeit |
| Übliche Qualitäten | BP, EP, FCC, JP, Reagenzienqualität, USP |
Diphenylether ist ein aromatisches diaryl-ether (Summenformel \(\ce{C12H10O}\)), bestehend aus zwei Phenylringen, die über ein Ether-Sauerstoffatom verbunden sind (IUPAC-Name: Phenoxybenzen). Strukturell handelt es sich um ein symmetrisches, unpolares bis schwach polares Molekül, bei dem das Sauerstoffatom zwei sp²-hybride aromatische Systeme verbindet; die freien Elektronenpaare des Sauerstoffs sind teilweise in die benachbarten Ringe delokalisiert, was die Basizität des Sauerstoffs senkt und klassische Wasserstoffbrückendonator-Wechselwirkungen minimiert. Das Molekül weist eine geringe topologische polare Oberfläche (TPSA = 9,2) und keine Wasserstoffbrückendonoren auf, was mit seiner begrenzten Wasserlöslichkeit und ausgeprägten Lipophilie übereinstimmt.
Das Säure-Base-Verhalten ist in der neutralen Form vernachlässigbar (formale Ladung 0); eine Protonierung des Sauerstoffs ist unter stark sauren Bedingungen möglich (angegebener \(\mathrm{p}K_{\mathrm{(BH^+)}} = 5{,}79\) bei 25 °C für den protonierten Basen-Descriptor). Physikochemische Eigenschaften – hoher Siedepunkt, niedriger Dampfdruck und ein log K_OW nahe 4 – spiegeln eine starke van-der-Waals-Stabilisierung zwischen den aromatischen Ringen wider sowie eine Tendenz zur Verteilung in organischen Phasen gegenüber wässrigen Medien. Hydrolyse spielt unter typischen Umweltbedingungen keine Rolle, da die Etherbindung relativ resistent gegen spontane Spaltung ist; oxidative oder stark saure Bedingungen (bzw. spezifische enzymatische/biologische Abbauwege) sind erforderlich, um die C–O-Bindung zu spalten.
Kommerziell und industriell ist Diphenylether wichtig als Bestandteil von Wärmeträgerflüssigkeiten (häufig als eutektischer Bestandteil in Wärmeträgemischungen verwendet), als Duftstoff-/Aromastoff in Parfüm- und Seifenformulierungen sowie als chemisches Zwischenprodukt für elektrophile Substitutionen (Halogenierung, Acylierung, Alkylierung) und als Verarbeitungshelfer bei der Polymerherstellung. Übliche handelsübliche Qualitäten für diesen Stoff umfassen: BP, EP, FCC, JP, Reagenzienqualität, USP.
Grundlegende Physikalische Eigenschaften
Dichte
Gemeldete Dichten von flüssiger und fester Form liegen leicht über denen von Wasser, was mit aromatischen, relativ schwergewichtigen organischen Molekülen übereinstimmt. Repräsentative Werte umfassen 1,0661 \(\mathrm{g\,cm}^{-3}\) bei 30 °C; eine relative Dichte (Wasser = 1) von 1,08; sowie einen Bereich von 1,071–1,075 (kein einziger zertifizierter Standardwert angegeben). Die Dichte von >1 bedeutet, dass Bulk-Material unter üblichen Bedingungen in Wasser sinken kann; die Packungsdichte im Feststoff (Polymorphie) kann die gemessenen Feststoffdichten beeinflussen.
Schmelzpunkt
Verschiedene experimentelle Schmelz-/Gefrierpunkte wurden angegeben: 80,3 °F; 26,865 °C; 28 °C; 37–39 °C; und 82 °F. Diese unterschiedlichen Werte sind mit polymorphen Feststoffformen und den jeweiligen Messbedingungen für den Schmelzpunkt vereinbar; kristalline Proben existieren in der Regel unterhalb von ≈82 °F und schmelzen oberhalb zu einer ölartigen Flüssigkeit. Polymorphismus und Kristallpackung (berichtete C–H···π-Wechselwirkungen in verschiedenen Kristallformen) erklären die moderaten Schwankungen im Schmelzpunkt.
Siedepunkt
Diphenylether weist einen hohen normalen Siedepunkt auf, was mit zwei aromatischen Ringen und niedriger Flüchtigkeit übereinstimmt: gemeldete Werte umfassen 258 °C und 496–498 °F bei 760 mmHg (angegebene Bereiche 258,00–259,00 °C bei 760,00 mm Hg). Der hohe Siedepunkt unter atmosphärischem Druck erklärt seine Verwendung in Hochtemperatur-Wärmeträgeranwendungen.
Dampfdruck
Niedrige Dampfdruckwerte werden berichtet, was eine geringe Flüchtigkeit bei Raumtemperatur widerspiegelt: typische Werte liegen bei 0,0213–0,0225 \(\mathrm{mmHg}\) bei 25 °C und 0,02 \(\mathrm{mmHg}\) bei 77 °F. Der niedrige Dampfdruck führt zu langsamer Verdunstung und geringer Konzetration in der Luft unter Normalbedingungen.
Flammpunkt
Abgeschlossene Becher-Flammpunktwerte liegen um 115 °C (239 °F); ein offener Becher-Wert von 96,11 °C ist ebenfalls angegeben. Diese Flammpunkte ordnen Diphenylether in die Klasse der brennbaren Flüssigkeiten ein, die eine Vorheizung zur Entzündung benötigen, und legen geeignete Brandschutzmaßnahmen für brennbare organische Flüssigkeiten nahe.
Chemische Eigenschaften
Löslichkeit und Phasenverhalten
Die Wasserlöslichkeit ist sehr gering: angegebene wäßrige Löslichkeitswerte umfassen 18 mg·L−1 bei 25 °C (0,018 mg·mL−1) und werden in vielen Quellen als „unlöslich / sehr schlecht löslich“ in Wasser klassifiziert. Die Verbindung ist gut löslich in gängigen organischen Lösungsmitteln (Ethanol, Diethylether, Benzol, Essigsäure) und nur geringfügig löslich in Chloroform in einigen Berichten. Phasenverhalten: Diphenylether ist typischerweise farbloser, kristalliner Feststoff unterhalb seines Schmelzpunkts und eine ölige/farbloses Flüssigkeit darüber, oft beschrieben mit einem geranienartigen oder blumigen Geruch in Duftstoffanwendungen.
Reaktivität und Stabilität
Diphenylether ist im Allgemeinen unter normalen Lagerbedingungen stabil, reagiert jedoch heftig mit starken Oxidationsmitteln; Kontakt mit starken Säuren wie Chloroschwefelsäure kann heftige Reaktionen hervorrufen. Bei Zersetzung unter Hitze entstehen Kohlenstoffoxide und stechend reizende Dämpfe. Die Etherbindung ist unter neutralen bis schwach säure- oder basischen wässrigen Bedingungen hydrolytisch resistent; oxidative Biotransformation sowie spezialisierte katalytische oder mikrobiologische Abbauwege können hydroxylierten und Ringaufschluss-Produkte erzeugen.
Thermodynamische Daten
Standardenthalpien und Wärmekapazität
Experimentell berichtete thermochemische Werte umfassen eine Verbrennungsenthalpie von −1466,63 kcal·mol−1 (bei 25 °C) und eine Enthalpie der Verdampfung von 15,99 kcal·mol−1 bei 25 °C. Ein Schmelzenthalpiewert von 4,115 kcal·mol−1 ist ebenfalls angegeben. Eine umfassende standardisierte molare Wärmekapazitätsfunktion ist im vorliegenden Datenkontext nicht verfügbar. Diese Werte zeigen den erheblichen Energieaufwand für Phasenübergänge und Verbrennung im Einklang mit einem substituierten aromatischen Kohlenwasserstoff.
Molekulare Parameter
Molekulargewicht und Formel
- Molekulare Formel: \(\ce{C12H10O}\)
- Molekulargewicht: 170,21 (laut Angaben)
- Exakte/monoisotopische Masse: 170,073164938
LogP und Polarität
Lipophilie ist hoch: angegebene Verteilungskoeffizienten umfassen XLogP = 4,2 und log K_OW ≈ 4,21. Geringe Polarität (TPSA = 9,2) sowie null Wasserstoffbrückendonoren bei einem einzelnen Wasserstoffbrückenakzeptor (dem Ether-Sauerstoff) führen zu starker Verteilung in organische Phasen und einer Neigung zur Bioakkumulation im Vergleich zu kleinen polaren Organika.
Strukturelle Merkmale
Diphenylether ist ein asymmetrisches konjugiertes diaryl-ether, bei dem eine Rotation um die Aryl–O-Bindungen möglich ist, jedoch durch Delokalisierung und sterische Einflüsse in der freien Rotation eingeschränkt wird; die Zahl der drehbaren Bindungen wird mit 2 angegeben. Das Sauerstoffatom stellt eine einzelne Wasserstoffbrückenakzeptor-Stelle bereit, ist aber aufgrund der Resonanz mit den Ringen eine schwache Base. Elektronische Eigenschaften umfassen konjugierte π-Systeme an jedem Phenylring, welche die UV-Absorption beeinflussen und substituierte Derivate stabilisieren. Die geringe TPSA und das Fehlen polarer funktioneller Gruppen erklären die schlechte Wasserlöslichkeit und relativ hohe Oktanolverteilung.
Bezeichner und Synonyme
Registrierungsnummern und Codes
- CAS (bereitgestelltes Identifikationsfeld): 13-12-9
- EG-Nummer / EINECS: 202-981-2
- UNII: 3O695R5M1U
- FEMA-Nummer: 3667
- RTECS: KN8970000
- Zusätzliche Registrierungsbezeichner und Indexcodes sind in Quellensammlungen vorhanden (hier nicht vollständig aufgelistet).
Ebenso verfügbar über Strukturbeschreibungen:
- SMILES: C1=CC=C(C=C1)OC2=CC=CC=C2
- InChI: InChI=1S/C12H10O/c1-3-7-11(8-4-1)13-12-9-5-2-6-10-12/h1-10H
- InChIKey: USIUVYZYUHIAEV-UHFFFAOYSA-N
(IUPAC-Name angegeben als Phenoxybenzen.)
Synonyme und Strukturbezeichnungen
Geläufige Synonyme für die Verbindung umfassen: Phenoxybenzen; Diphenylether; Phenylether; Benzol, 1,1'-oxybis-; Oxybisbenzen; Biphenylether; Phenylether; 1,1'-oxydibenzol. Zusätzliche Händler- und historische Bezeichnungen existieren für spezifische kommerzielle Präparate und isotopenmarkierte Varianten.
Industrielle und kommerzielle Anwendungen
Repräsentative Einsatzgebiete und Branchen
Diphenylether wird hauptsächlich als Bestandteil in Wärmeträgerflüssigkeitsformulierungen verwendet (oft als eutektisches Gemisch mit Biphenyl) und macht die größte industrielle Nachfrage aus. Sekundäre Anwendungen umfassen den Einsatz als Duft-/Aromastoff in Seifen, Waschmitteln und Körperpflegeprodukten, als Farbstoffträger und Verarbeitungshilfe in der Polymer- und Polyesterherstellung sowie als Zwischenprodukt für elektrophile aromatische Reaktionen (Halogenierung, Acylierung, Alkylierung). Außerdem dient es als Ausgangsstoff für halogenierte Diphenylether-Derivate, die in flammhemmenden Materialien eingesetzt werden.
Rolle in Synthesen oder Formulierungen
Diphenylether kann durch nucleophile aromatische Substitutionswege hergestellt werden (z. B. Erhitzen von Phenoxid-Salzen mit Chlorbenzol oder Brombenzol) und entsteht außerdem als Nebenprodukt bei einigen Phenol-Herstellungsverfahren. In Formulierungen dient es als Lösungsmittel oder Träger für unpolare Inhaltsstoffe sowie als Duftfixativ; angebotene Qualitäten umfassen technische, Parfüm- und Industriequalitäten, die für die jeweilige nachfolgende Anwendung geeignet sind.
Sicherheits- und Handhabungsübersicht
Akute und berufliche Toxizität
Berichtete akute orale Toxizitätswerte umfassen eine LD50 für Ratten im niedrigen Gramm-pro-Kilogramm-Bereich (Beispiele: 2830 mg·kg−1 und ca. 3,99 g·kg−1 in separaten Berichten). Inhalations- und dermale Expositionen können Reizungen von Augen, Haut und Atemwegen verursachen; berufliche Expositionen oberhalb der Geruchsschwelle können Übelkeit hervorrufen. Wiederholter oder längerer Hautkontakt kann Dermatitis auslösen; beobachtete Zielorgan-Toxizität umfasst Leber- und Nierenschäden bei hochdosierten Tierversuchen. Gemeldete berufsbedingte Expositionsgrenzwerte: PEL/REL/TLV-Werte nahe 1 ppm (7 mg·m−3) als 8‑Stunden-TWA, mit einem STEL von 2 ppm in einigen Empfehlungen. IDLH-Werte wurden im Bereich von 100 ppm angegeben, jedoch sollten standort- und behördenspezifische Kriterien bei der Planung von Notfallmaßnahmen berücksichtigt werden.
Erste-Hilfe-Maßnahmen: Betroffene Personen aus der Exposition entfernen, Augen und Haut mit Wasser spülen und medizinische Untersuchung bei anhaltenden Symptomen veranlassen; nach Einnahme kein Erbrechen herbeiführen und unterstützende Maßnahmen gemäß klinischem Befund bereitstellen.
Lagerungs- und Handhabungshinweise
Diphenylether mit standardmäßigen industriellen Schutzmaßnahmen für brennbare aromatische Organika handhaben: Lokale Absaugung verwenden, um die luftgebundene Konzentration zu begrenzen, Haut- und Augenkontakt mit geeigneter PSA verhindern (Schutzbrille/Gesichtsschutz, chemikalienbeständige Handschuhe und Schutzkleidung) und Zündquellen kontrollieren, da die Substanz brennbar ist und definierte Entzündungs- und Brennbarkeitsgrenzen beim Verdampfen oder Erhitzen aufweist. Kühl, gut belüftet und vor starken Oxidationsmitteln geschützt lagern sowie getrennt von inkompatiblen Stoffen aufbewahren. Behälter sollten dicht verschlossen und so gelagert werden, dass eine Freisetzung in die Umwelt verhindert wird; Verschüttungen sind einzudämmen und zur Entsorgung aufzufangen, um das Eindringen in Abflüsse oder Gewässer zu vermeiden.
Zur Brandbekämpfung geeignete Löschmittel sind Trockenchemikalien, Kohlendioxid oder alkoholbeständiger Schaum; bei Erhitzung oder Brand sollten Behälter aus sicherer Entfernung gekühlt werden, und das Personal sollte bei Bedarf Atemschutzgeräte mit Luftversorgung verwenden. Zersetzungsprodukte können reizende und toxische Dämpfe enthalten (Kohlenstoffoxide und weitere Verbrennungsprodukte).
Für detaillierte Gefahren-, Transport- und Regulierungsinformationen sollten Anwender das produktspezifische Sicherheitsdatenblatt (SDS) und die örtlichen Vorschriften konsultieren.
