1,4-Dichlorbenzol

1,4-Dichlorbenzol, auch Paradichlorbenzol (PDCB, p-DCB) genannt, ist eine aromatische chemische Verbindung bestehend aus einem Benzolring mit zwei Chloratomen (–Cl) als Substituenten. Es entsteht als Nebenprodukt bei der Produktion von Monochlorbenzol. Es ist ein Feststoff mit starkem Geruch. Es gehört mit seinen beiden Konstitutionsisomeren 1,2-Dichlorbenzol und 1,3-Dichlorbenzol zur Stoffgruppe der Dichlorbenzole mit der Summenformel C₆H₄Cl₂. Der Stoff befindet sich heute weltweit in der Luft und im Wasser und ist biologisch schwer abbaubar.

Darstellung

Wird Benzol direkt mit Chlor in Gegenwart einer Lewissäure wie z. B. Eisen(III)-chlorid oder Aluminiumchlorid umgesetzt, ergibt sich als Hauptprodukt Chlorbenzol in 80–90%iger Ausbeute. Die 1,2- und 1,4-Dichlorbenzole fallen bei dieser Reaktion nur in geringen Mengen als Nebenprodukte an.

Wird die Menge des eingesetzten Chlorierungsmittels deutlich erhöht, so können größere Mengen 1,4-Dichlorbenzol neben 1,2-Dichlorbenzol und wenig 1,3-Dichlorbenzol gewonnen werden. Weiterhin entstehen auch die höher chlorierten Benzole (z. B. Trichlorbenzole).

Eigenschaften

Physikalische Eigenschaften

1,4-Dichlorbenzol kristallisiert bei Raumtemperatur im monoklinen Kristallsystem in der Raumgruppe P2₁/a (Raumgruppen-Nr. 14, Stellung 3) mit den Gitterparametern a = 1480 pm, b = 399 pm, c = 578 pm und β = 113°. In der Elementarzelle befinden sich zwei Formeleinheiten. Die Kristalle sind isomorph zu 1,4-Dibrombenzol.<ref name="Croatto">U. Croatto, S. Bezzi, E. Bua: "The Crystal Structure of p-Dichlorobenzene", in: Acta Cryst., 1952, 5, S. 825–829; doi:10.1107/S0365110X52002203.</ref> Zwei weitere feste Phasen existieren, die Phasenübergänge finden bei 271,77 K und bei 304,35 K statt.<ref name="Dworkin">A. Dworkin, P. Figuière, M. Ghelfenstein, H. Szwarc: "Heat capacities, enthalpies of transition, and thermodynamic properties of the three solid phases of p-dichlorobenzene from 20 to 330 K", in: The Journal of Chemical Thermodynamics, 1976, 8 (9), S. 835–844; doi:10.1016/0021-9614(76)90161-0.</ref>

Die Schmelzenthalpie von 1,4-Dichlorbenzol beträgt 17907 J·mol⁻¹.<ref name="Linde">P. R. van der Linde, J. C. van Miltenburg, G. J. K. van den Berg, H. A. J. Oonk: "Low-Temperature Heat Capacities and Derived Thermodynamic Functions of 1,4-Dichlorobenzene, 1,4-Dibromobenzene, 1,3,5-Trichlorobenzene, and 1,3,5-Tribromobenzene", in: J. Chem. Eng. Data, 2005, 50 (1), S. 164–172; doi:10.1021/je049762q.</ref> Die Koeffizienten der Antoine-Gleichung betragen für 1,4-Dichlorbenzol A = 4,12290, B = 1575,110 und C = −64,637.<ref name="Webbook">Eintrag zu 1,4-Dichlorbenzol. In: P. J. Linstrom, W. G. Mallard (Hrsg.): NIST Chemistry WebBook, NIST Standard Reference Database Number 69. National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg MD, abgerufen am 19. Juli 2011.</ref><ref name="Walsh">P. N. Walsh, N. O. Smith: "Sublimation Pressure of α-p-Dichloro-, β-p-Dichloro, p-Dibromo-, and p-Bromochlorobenzene", in: J. Chem. Eng. Data, 1961, 6 (1), S. 33–35; doi:10.1021/je60009a010.</ref>

Chemische Eigenschaften

Die Nitrierung von 1,4-Dichlorbenzol mit Salpetersäure und Schwefelsäure führt zunächst zum 2-Nitro-1,4-dichlorbenzol, in weiterer Folge entsteht ein Gemisch von 2,6-Dinitro-1,4-dichlorbenzol und 2,5-Dinitro-1,4-dichlorbenzol im Verhältnis 7:1.<ref name="Page">H. J. Page, B. R. Heasman: "Nitration of p-Dichlorobenzene", in: J. Chem. Soc., Trans., 1923, 123, S. 3247–3255; doi:10.1039/CT9232303247.</ref><ref name="Hartley">P. Hartley, J. B. Cohen: "The Nitration Products of the Isomeric Dichlorobenzenes", in: J. Chem. Soc., Trans., 1904, 85, S. 865–870; doi:10.1039/CT9048500865; Volltext.</ref>

Nitrierung von 1,4-Dichlorbenzol

Verwendung

Für das 1,4-Dichlorbenzol, das als Nebenprodukt anfällt, wurden in der Vergangenheit einige sehr umstrittene Einsatzgebiete gefunden. In vielen WC-Steinen wurde der Stoff mittlerweile durch alternative Stoffe wie Natriumdodecylbenzolsulfonat oder Natriumcarbonat ersetzt. In Steinen für Urinale in der Gastronomie wird er aber heute noch verwendet, da er stark, entfernt himbeerartig, riecht. Die Substanz hat jedoch keine keimtötende Wirkung. Daher wäre bei Urinalanlagen eine Geruchsneutralisation mit gewissen Cyclodextrinen oder Terpenen per Verdunster oder Zerstäuber eine biologisch vertretbare und effektivere Lösung als mit 1,4-Dichlorbenzol. Auch in Mottenkugeln (Globolkugeln) und Pestiziden sowie in der Sarghygiene findet 1,4-Dichlorbenzol noch Verwendung.<ref name="Abwasserlexikon">Abwasserlexikon</ref>

1,4-Dichlorbenzol ist Ausgangsstoff zur Synthese von Polyphenylensulfid (PPS), ein hochtemperaturbeständiger thermoplastischer Kunststoff. Bei der Reaktion handelt es sich um die Polykondensation von 1,4-Dichlorbenzol mit Natriumsulfid, die in aprotischen Lösungsmitteln wie N-Methylpyrrolidon durchgeführt wird.<ref name="Edmonds">J. T. Edmonds, H. W. Hill: "Production of polymers from aromatic compounds", US-Patent 3354129, 1967; Volltext.</ref>

Herstellung von Polyphenylensulfid

1,4-Dichlorbenzol (Globol) wurde früher häufig (und zum Teil noch immer im kleinen Bereich) zur Desinfektion von Insektensammlungen verwendet.<ref>Gerfried Deschka: Die Desinfektion kleiner Insektensammlungen nach neueren Gesichtspunkten, Steyrer Entomologenrunde 21, Steyr 1987; Inhaltsverzeichnis.</ref>

Gefahren

1,4-Dichlorbenzol ist ein in der Umwelt schlecht abbaubarer Stoff. Er ist sehr giftig für Wasserorganismen (WGK 2<ref name="GESTIS"/>) und kann daher längerfristig schädliche Wirkungen haben. Im tierischen Organismus wirkt es schädlich, indem es vorzugsweise Leber, Nieren und Lungen angreift. Es reizt auch Haut und Augen. In neueren Untersuchungen erwies sich 1,4-Dichlorbenzol als krebserregend (karzinogen/kanzerogen).<ref name="Abwasserlexikon"/> 1,4-Dichlorbenzol depolarisiert die Nervenzellen und induziert so eine Übererregbarkeit, die mit der von Organochlorinsektiziden hervorgerufenen vergleichbar ist.<ref name="vetpharm"/>

Einzelnachweise

<references/>