Trichlorethen (Trivialname: Trichlorethylen, Trichlor, Tri) ist eine farblose, klare Flüssigkeit. Sie riecht nach Chloroform und ist unentzündlich. Sie wirkt als starkes Lösungsmittel und wurde deshalb früher in Formen- und Walzenwaschmitteln in der Druckindustrie und in metallverarbeitenden Betrieben als Teilereinigungsmittel eingesetzt.

Trichlorethen löst Polyolefine und chemisch verwandte Kunststoffe an und macht sie weich und undurchsichtig.

Gewinnung und Darstellung

Bis Anfang der 1970er-Jahre wurde Trichlorethen meist in einem Zwei-Schritt-Verfahren aus Ethin hergestellt. Zunächst wird Ethin mit Chlor und einem Eisenchlorid-Katalysator bei 90 °C zu 1,1,2,2-Tetrachlorethan umgesetzt:^[9]

${\displaystyle \mathrm {HC{\equiv }CH+2\ Cl_{2}\rightarrow Cl_{2}CHCHCl_{2}} }$

Das 1,1,2,2-Tetrachlorethan wurde dann zu Trichlorethen dehydrochloriert. Dies kann entweder mit einer wässrigen Lösung von Calciumhydroxid^[10]

${\displaystyle \mathrm {2\ Cl_{2}CHCHCl_{2}+Ca(OH)_{2}\rightarrow } }$${\displaystyle \mathrm {2\ ClCH{\mathord {=}}CCl_{2}+CaCl_{2}+2\ H_{2}O} }$

oder in der Gasphase durch Erhitzen auf 300–500 °C mit einem Barium- oder Calciumchlorid-Katalysator geschehen:

${\displaystyle \mathrm {Cl_{2}CHCHCl_{2}\rightarrow ClCH{\mathord {=}}CCl_{2}+HCl} }$

Heute wird Trichlorethen meist aus Ethen produziert. Dieses wird zuerst mit Hilfe eines Eisenchlorid-Katalysator durch Chlorierung in 1,2-Dichlorethan umgewandelt

${\displaystyle \mathrm {CH_{2}{\mathord {=}}CH_{2}+Cl_{2}\rightarrow ClCH_{2}CH_{2}Cl} }$

und dann bei 400 °C mit zusätzlichem Chlor in Trichlorethen umgewandelt.

${\displaystyle \mathrm {ClCH_{2}CH_{2}Cl+2\ Cl_{2}\rightarrow ClCH{\mathord {=}}CCl_{2}+3\ HCl} }$

Diese Reaktion kann durch eine Vielzahl von Stoffen katalysiert werden. Der am häufigsten verwendete Katalysator ist eine Mischung aus Kaliumchlorid und Aluminiumchlorid. Allerdings können auch verschiedene Formen von porösem Kohlenstoff verwendet werden. Diese Reaktion produziert als Nebenprodukt auch Tetrachlorethen, welches, je nach Menge von zugeführtem Chlor, auch Hauptprodukt werden kann. Typischerweise werden Trichlorethen und Tetrachlorethen gesammelt und dann durch Destillation abgetrennt.^[2]

Verwendung

Aufgrund seiner guten fettlösenden Eigenschaft, der Flüchtigkeit und Nichtbrennbarkeit ist Trichlorethen, neben verwandten Verbindungen wie z. B. Tetrachlorethen, eines der gebräuchlichsten Reinigungs-, Entfettungs- und Extraktionsmittel gewesen. Es fand beispielsweise Verwendung in der Metall- und Glasindustrie, bei der Chemischen Reinigung und in der Textilbearbeitung. Noch heute ist es von Bedeutung als Schwerflüssigkeit bei Mineralien und als Zwischenprodukt bei chemischen Synthesen. Außerdem wird es in der Bitumen- und Asphaltindustrie als Lösemittel für Bitumen verwendet.

Sicherheitshinweise

Trichlorethen ist gesundheitsschädlich und stark narkotisierend: Das Einatmen von Luft mit 200 ppm führt zu Müdigkeit. Es wurde von der MAK-Kommission als krebserzeugend (vor allem Nierenkrebs) (Kategorie 1B) und keimzellmutagen (Kategorie 2) eingestuft.^[1] Es ist als „giftig“ zu kennzeichnen.

Die IARC stufte Trichlorethen im Jahr 2014 als krebserzeugend für Menschen ein.^[11]

Luftgrenzwert am Arbeitsplatz: In Deutschland besteht zurzeit kein verbindlicher Grenzwert. In der Europäischen Union empfiehlt der Wissenschaftliche Ausschuss für Grenzwerte berufsbedingter Exposition^[12](SCOEL) einen Grenzwert für Arbeitnehmer von 10 ppm (54,7 mg/m³) für 8-Stunden-TWA und von 30 ppm (164,1 mg/m³) für STEL (15 Min.)^[13]. In den USA beträgt der Grenzwert 50 ppm.

Akute Vergiftungen führen zu Hirnschäden, Erblindung und zur Aufhebung der Geruchs- und Geschmacksempfindung.

Im Körper wird es durch Monooxygenasen zu Trichlorethenoxid, Trichloracetaldehyd, Trichlorethanol und Trichloressigsäure umgewandelt. Trichlorethanol wird glukoronidiert und mit dem Urin ausgeschieden, während sich die Trichloressigsäure wegen ihrer starken Bindung an Eiweiße des Blutplasma anreichert und neurotoxisch wirkt.

Gesetzgebung

Bestehende EU-Rechtsvorschriften für den Schutz von Arbeitnehmer vor einer möglichen Gesundheitsgefährdung durch chemische Stoffe (u. a. Chemische Arbeitsstoffe Richtlinie 98/24/EG^[14] und Karzinogene Stoff-Richtlinie 2004/37/EG^[15]) geben keine verbindliche Mindestanforderungen für eine Risikokontrolle bei Arbeitnehmern während der Nutzungsphase oder während des gesamten Lebenszyklus von Trichlorethylen. Falls jedoch die laufenden Diskussionen im Rahmen der Karzinogen-Richtlinie die Festlegung eines verbindlichen Maximalen Arbeitsplatzkonzentration für Trichlorethylen für den Schutz der Arbeitnehmer zur Folge haben, kann diese Schlussfolgerung überprüft werden.

Die VOC-Richtlinie 1999/13/EG^[16] und die Richtlinie über Industrieemissionen 2010/75/EU^[17] stellen verbindliche Mindestanforderungen für die Emissionen von Trichlorethylen für die Umwelt, einschließlich der Emissionen für die Reinigung von Oberfläche. Aktivitäten mit einem Lösemittelverbrauch unterhalb einer vorgegebenen Schwelle sind durch diese Mindestanforderungen nicht abgedeckt.

Nach der europäischen Regelung ist die Verwendung von Trichlorethylen durch Personen in einer Konzentration von mehr als 0,1 % verboten. In der Industrie sollte Trichlorethylen bis zum 21. April 2016^[18] durch andere Produkte wie Tetrachlorethylen (Perchlorethylen), Methylenchlorid (Dichlormethan) oder andere Kohlenwasserstoffderivate (Ketone, Alkohole…) ersetzt werden, außer wenn eine Zulassung vor 21. Oktober 2014 beantragt ist.

1. ↑ ^{a b c d e f g h i} Eintrag zu Trichlorethen in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 1. Februar 2016 (JavaScript erforderlich).
2. ↑ ^{a b} Environmental Health Criteria (EHC) für Trichlorethylen, abgerufen am 19. November 2014.
3. ↑ Eintrag zu Trichloroethylene im Classification and Labelling Inventory der Europäischen Chemikalienagentur (ECHA), abgerufen am 1. Februar 2016. Hersteller bzw. Inverkehrbringer können die harmonisierte Einstufung und Kennzeichnung erweitern.
4. ↑ Eintrag zu CAS-Nr. 79-01-6 in der SVHC-Liste der Europäischen Chemikalienagentur, abgerufen am 14. Juli 2014.
5. ↑ Eintrag zu CAS-Nr. 79-01-6 im Verzeichnis der zulassungspflichtigen Stoffe der Europäischen Chemikalienagentur, abgerufen am 14. Juli 2014.
6. ↑ Schweizerische Unfallversicherungsanstalt (SUVA): Grenzwerte am Arbeitsplatz 2015 – MAK-Werte, BAT-Werte, Grenzwerte für physikalische Einwirkungen, abgerufen am 2. November 2015.
7. ↑ Eintrag zu Trichlorethen in der ChemIDplus-Datenbank der United States National Library of Medicine (NLM)
8. ↑ David R. Lide (Hrsg.): CRC Handbook of Chemistry and Physics. 90. Auflage. (Internet-Version: 2010), CRC Press/Taylor and Francis, Boca Raton, FL, Standard Thermodynamic Properties of Chemical Substances, S. 5-21.
9. ↑ Lawrence Fishbein, Potential Industrial Carcinogens and Mutagens, ISBN 978-0-444-41777-0.
10. ↑ Joachim Buddrus: Grundlagen der Organischen Chemie, Walter de Gruyter Verlag, Berlin, 4. Auflage, 2011, S. 252, ISBN 978-3-11-024894-4.
11. ↑ IARC Monograph 106 - Trichlorethen, 2014
12. ↑ Wissenschaftlicher Ausschuss für Grenzwerte berufsbedingter Exposition (SCOEL) Generaldirektion Beschäftigung, Soziales und Integration der Europäischen Kommission, abgerufen 23. Juni 2015
13. ↑ Recommendation from the Scientific Committee on Occupational Exposure Limits for Trichloroethylene. SCOEL/SUM/142, April 2009.
14. ↑ eur-lex.europa.eu: Chemische Arbeitsstoffe Richtlinie 98/24/EG (PDF)
15. ↑ eur-lex.europa.eu: Karzinogene Stoff-Richtlinie 2004/37/EG (PDF)
16. ↑ eur-lex.europa.eu: VOC-Richtlinie 1999/13/EG (PDF)
17. ↑ eur-lex.europa.eu: Richtlinie über Industrieemissionen 2010/75/EU (PDF)
18. ↑ Verordnung (EU) Nr. 348/2013 der Kommission vom 17. April 2013 zur Änderung von Anhang XIV der Verordnung (EG) Nr. 1907/2006 des Europäischen Parlaments und des Rates zur Registrierung, Bewertung, Zulassung und Beschränkung chemischer Stoffe (REACH) (PDF)