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Senfgas
Strukturformel und Molekülmodell
Strukturformel von Senfgas
Molekülmodell von Senfgas
Allgemeines
Molekularformel	C4huh8Cl2so
IUPAC-Name	1,1'-Thiobis(2-chlorethan)
Andere Namen	Yperit
Molmasse	159,07 G/Maulwurf
CAS-Nummer	505-60-2
Warnungen und Sicherheitsvorkehrungen
Achtung
H-Sätze	H300 - H310 - H330 - H315 - H319 - H335
EUH-Sätze	Nein
P-Sätze	P260 - P284 - P304 P340 - P280 - P281 - P302 P352 - P308 P313 - P501
Physikalische Eigenschaften
Aggregatzustand	Flüssigkeit
Farbe	farblos-hellgelb
Dichte	1,27 g/cm²
Schmelzpunkt	14 °C
Siedepunkt	217 °C
Flammpunkt	105 °C
Löslichkeit im Wasser	(bei 20°C) 0,48 g/l
schlecht löslich in	Wasser
Brechungsindex	1,5313 (589 nm, 20°C)
Wenn nicht anders angegeben normale Bedingungen gebraucht (298.15k oder 25 °C, 1 Bar).
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Senfgas oder 1,1'-Thiobis(2-chlorethan) ist eine Flüssigkeit, die, wenn sie auf die Haut oder in die Augen gelangt oder beim Einatmen des Dampfes oder Nebels eine starke, stechende und blasenbildende Wirkung hat. Die Haut wird rot und bei ausreichender Exposition bilden sich mit der Zeit Blasen. Auch auf dem Lunge und der Augen es hat eine verheerende Wirkung. Es kann in höheren Dosen sein Blindheit und Taubheit Ursache. Die Wirkung von Senfgas ist weniger eine tödliche Wirkung als die Eliminierung der Gegner.

Reines Senfgas ist bei Raumtemperatur ein farbloses, geruchloses, öliges Flüssigkeit. Verunreinigungen in der Mischung verleihen ihr jedoch eine gelbe Farbe und riechen nach Senf und Knoblauch.

Synthese

Senfgas kann auf verschiedene Weise synthetisiert werden. Ein möglicher Weg ist die Reaktion von Schwefeldichlorid mit Ethylen:

${displaystyle {ce {SCl2 2 C2H4 -> (ClCH2CH2)2S}}}$

Benutzen

In dem Erster Weltkrieg ist dieses Mittel wie chemische Waffe gebraucht, erstmals bei Newport als Probe, zwei Tage vor Gebrauch in Ypern. Es war besonders gefürchtet, weil es relativ leicht in die damalige Schutzkleidung eindrang. Ein anderer Name für Senfgas ist yperit, benannt nach der belgischen Stadt Ypern (auf Französisch Ypern), wo 1917 das Gas in der in Erster Weltkrieg wurde von den Deutschen in großem Umfang eingesetzt und forderte unzählige Opfer.^[1] Aber auch die Alliierten setzten viel Senfgas ein.

Aus Senfgas gewonnene Verbindungen werden heute noch als Chemotherapeutikum gegen Krebs, bestimmtes Leukämie.

Wirkmechanismus

Die Reaktion zwischen Senfgas und DNA

Die Reaktion zwischen Senfgas und einem Protein

Es entsteht schnell ein Zwischenprodukt von Senfgas, das eine Substitutionsreaktion durchläuft. Das Schwefelatom reagiert als Nukleophil am äußersten C-Atom. Das Chlor fungiert als Abgangsgruppe und es entsteht ein Sulfonium-Ion.Dieses Zwischenprodukt ist sehr reaktiv und kann an eine Vielzahl nukleophiler biologischer Moleküle binden und so dessen Funktion und ganze Prozesse in der Zelle stören. Es ist jedoch unmöglich, einen einzelnen Mechanismus als Schadensursache zu identifizieren.^[2]

Eine wichtige Reaktion ist die des Zwischenprodukts mit DNA. Dadurch werden Wasserstoffbrückenbindungen in der DNA entfernt, was zu schwerwiegenden Veränderungen bis hin zum Zelltod führen kann. Dies ist der Grund für die mutagene und krebserzeugende Wirkung von Senfgas.^[3]

Eine weitere wichtige Reaktion von Senfgas ist die mit bestimmten Proteinen. Das Senfgas setzt sich an der aktiven Gruppe ab und die Aktivität des Proteins wird verändert. Ein Beispiel hierfür ist die Hemmung von Glutathion. Glutathion sorgt für die Beseitigung der sehr schädlichen freien Radikale. Geschieht dies seltener, kann dies einen großen Einfluss auf die Regulation einer Reihe von Prozessen in der Zelle haben.^[2]

Beide Seiten des Zwischenprodukts können eine Reaktion eingehen. Senfgas kann also auch zwei Moleküle aneinander oder zweimal an dasselbe Molekül binden.^[2]

Kinetik

Das Konzentrationsgleichgewicht zwischen Blut und Gewebe wird nach 5 Minuten erreicht. Senfgas ist leicht fettlöslich und reichert sich daher in fettreichen Geweben an. Die Verhältnisse zwischen den Gewebekonzentrationen eines 7 Tage nach der Exposition verstorbenen iranischen Patienten können der nebenstehenden Tabelle entnommen werden.

Im Urin findet sich wenig unverstoffwechselte Substanz, da sie sofort in das Fett aufgenommen wird. Der größte Teil des mit dem Urin ausgeschiedenen Senfgases wird alkyliert und dann durch ein Enzym umgewandelt.^[3]

Trotz der relativ schnellen Hydrolyse von Senfgas ist bekannt, dass Senfgas im Boden und sogar unter Wasser über einen Zeitraum von etwa 10 Jahren intakt bleibt. Dies geschieht mit großen Mengen Senfgas. Während die Hydrolyse von Senfgas in Lösung mit einer Halbwertszeit von 5 Minuten recht schnell ist, ist die Auflösung von Senfgas nicht schnell. In stehendem Wasser zerfällt beispielsweise ein Tropfen Senfgas auf folgende Weise.

Ein wenig Senfgas auf der Oberfläche des Tropfens wird schnell zu TDG (Thiodiglykol) hydrolysiert An der Grenzfläche zum Wasser befindet sich wenig Wasser; Da Senfgas lipophil ist, reagiert das intermediäre Sulfiniumion mit einem anderen Senfgasmolekül statt mit Wasser. Dabei entstehen 1,2-Bis[(2-chlorethyl)thio]ethan und 1,2-Dichlorethan.

1,2-Bis[(2-chlorethyl)thio]ethan war ein erwünschtes Nebenprodukt bei der Herstellung von Senfgas, dieser Stoff greift auch die Haut an und senkt den Schmelzpunkt des Senfgases Wasser, eine konzentrierte Schicht von TDG auf der Oberfläche des Tropfens. Das TDG reagiert auch mit dem intermediären Sulfiniumion, um stabile Sulfoniumsalze zu bilden.

Im Laufe der Zeit sammeln sich diese nicht reaktiven Sulfoniumsalze zwischen dem Senfgaströpfchen und dem umgebenden Wasser an. Dadurch entsteht eine dickere Schutzschicht zwischen Senfgas und Wasser.

Die Auflösung von Senfgas erfolgt aufgrund der verringerten Diffusionskraft des Senfgases in das umgebende Wasser langsamer. Wird das Wasser aber beispielsweise durch starken Regen oder schnelle Strömungen bewegt, lösen sich die Senfgaströpfchen schneller auf.^[4]

Wirksamkeit und Symptome

Opfer, Irak, 1980

Die Wirksamkeit von Senfgas wird zum Teil durch eine verzögerte Wirkung bestimmt: Zellen werden zwar unmittelbar bei der Exposition geschädigt, es dauert jedoch 2 bis 24 Stunden, bis die Schädigung sichtbar wird. Da Senfgas hauptsächlich als chemische Waffe eingesetzt wurde, sind die Symptome eher akut als chronisch. Symptome einer akuten Exposition sind:

• Die Haut. Hautschäden sind das charakteristischste Symptom einer akuten Exposition. Die Haut wird 2-6 Stunden nach der ersten Exposition rot; zwischen 6-24 Stunden später gibt es ein brennendes Gefühl sowie große Bläschen, die mit gelber Flüssigkeit gefüllt sind. In den folgenden zwei Tagen verschlimmern sich die Symptome, Pigmentierung auf, begleitet von einem sehr störenden Juckreiz. Vier Tage nach der Exposition Leukopenie eine Abnahme der weißen Blutkörperchen.^[2]
• Augen. Der Kontakt des Gases mit den Augen führt 2-6 Stunden später zu starken Schmerzen und Brennen, begleitet von übermäßigem Tränen, krampfhafter Lidkontraktion und Lichtempfindlichkeit. Im Laufe der Zeit können mehrere Augenerkrankungen auftreten.^[3]
• Atemwege. Wird das Gas eingeatmet, folgen 2-6 Stunden später Übelkeit, Müdigkeit, Kopfschmerzen, Halsschmerzen und laufende Nase. Die Stimme kann verschwinden; Herzfrequenz und Atmung nehmen zu. Die Symptome verschlimmern sich in den folgenden Stunden und gipfeln in Aushusten von Schleim und Eiter aufgrund von Lungenödem (zwei Tage nach der Exposition) und Leukozytose (vier Tage nach der Exposition), gefolgt von gevolgd Leukopenie. Bei chronischer Erkrankung besteht ein erhöhtes Risiko für Lungenkrebs und andere Lungenerkrankungen.^[3]
• Magen-Darm-System. Bei oraler Einnahme folgen einige Stunden später Übelkeit, Durchfall, Erbrechen, Bauchschmerzen und Blutspucken. Bei einer schweren Vergiftung kann das Opfer auch Krämpfe und einen Schock bekommen. Am ganzen Körper können verschiedene Vergiftungssymptome auftreten.^[3]

Bei niedrigen Dosen erholt sich der Patient praktisch ohne nachhaltige Auswirkungen. Der Grad der Hautreparatur hängt vom angerichteten Schaden ab: Oberflächliche Symptome erholen sich innerhalb von drei Wochen, schwerere Verletzungen können zehn Jahre oder länger dauern. Der Kontakt mit den Augen kann zu jahrelangen Beschwerden oder zur Erblindung führen. Wenn der Patient stirbt, ist dies in der Regel die Folge einer zu hohen Dosis, die zu schwerwiegenderen Symptomen führt. Organversagen aufgrund einer Leukopenie oder einer Lungenschädigung durch ein Lungenödem.^[3]

Toxikologie und Sicherheit

Bei Aufnahme über die Haut bei Tieren wurden LD50-Werte von 9 mg/kg bei der Ratte, 20 mg/kg beim Hund und 100 mg/kg beim Kaninchen gefunden, bei inhalativer Aufnahme bei Tieren LD50-Werte wurden nach 10 Minuten 100 mg/m³ bei Ratten, 280 mg/m³ bei Kaninchen und 80 mg/m³ bei Affen gefunden.

Senfgas ist ein gut erforschtes und nachgewiesenes Karzinogen bei Tieren. Auch Studien an Senfgas ausgesetzten Personen haben gezeigt, dass diese Gruppe eine erhöhte Sterblichkeit durch Krebs in der Mundhöhle und den Atemwegen hatte. Das Krebsrisiko ist bei chronischer Exposition höher als bei sporadischer Exposition.

Senfgas geht auch mutagenEs verursacht einfache Mutationen, strukturelle Chromosomenveränderungen, Verlust der Geschlechtschromosomen, Nicht-Disjunktion und erbliche Translokationen wurden alle in In-vitro-Experimenten beobachtet. Bei Fischern, die Senfgas ausgesetzt waren, wurde ein Austausch von Schwesterchromatiden beobachtet.

Umweltverschmutzung

Im Jahr 2019 wurde beobachtet, dass Senfgas aus einem Munitionslager aus dem Ersten Weltkrieg vor der belgischen Küste austrat. Diese Munition ist unter der Sandbank vergraben Pferdemarkt an der Küste von Knokke.^[5]

Sonstiges

Der deutsche Philosoph Peter Sloterdijk schrieb 2002 eine Kurzarbeit unter anderem über den Einsatz von Senfgas im Ersten Weltkrieg: luftbeben. An den Wurzeln des Terrors,^[6]

Siehe auch

• Liste giftiger Gase

Siehe die Kategorie Schwefelsenf von Wikimedia Commons für Mediendateien zu diesem Thema.