Hexabromcyclododecan

Strukturformel
Allgemeines
Name	Hexabromcyclododecan
Andere Namen	1,2,5,6,9,10-Hexabromcyclododecan HBCD HBCDD
Summenformel	C12H18Br6
CAS-Nummer	25637-99-4
Eigenschaften
Molare Masse	641,73 g·mol−1
Aggregatzustand	fest
Dichte	2,24–2,38 g·cm−3 [1]
Schmelzpunkt	179–181 °C (α-HBCD) [1] 170–172 °C (β-HBCD) [1] 207–209 °C (γ-HBCD) [1]
Dampfdruck	3,0·10−5 Pa (technisches Gemisch, 25 °C) [2] 3,0·10−4 Pa (α-HBCD, 25 °C) [2] 4,3·10−5 Pa (β-HBCD, 25 °C) [2] 2,4·10−5 Pa (γ-HBCD, 25 °C) [2]
Löslichkeit	praktisch unlöslich in Wasser: 2,3 mol·l−7 (technisches Gemisch, 25 °C) [2] 2,8 mol·l−6 (α-HBCD, 25 °C) [2] 9,9 mol·l−7 (β-HBCD, 25 °C) [2] 1,7 mol·l−7 (γ-HBCD, 25 °C) [2]
Sicherheitshinweise
EU-Gefahrstoffkennzeichnung [3] keine Einstufung verfügbar R- und S-Sätze R: siehe oben S: siehe oben
LD50	>10 g·kg−1 (Ratte, oral) [4]
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

Vorlage:Infobox Chemikalie/Summenformelsuche vorhanden

Hexabromcyclododecan (HBCD) ist ein additives Flammschutzmittel, das überwiegend in Polystyrolschaum, in hochschlagfestem Polystyrol und in Polstermöbeln eingesetzt wird.^[5] Dadurch wird insbesondere erreicht, dass sich lokale Brandherde langsamer entwickeln. In der Polymatrix liegt es nicht chemisch gebunden, sondern als homogene Dispersion vor.

Eigenschaften

Chemische Eigenschaften

Von HBCD existieren 16 Isomere, die sich in der räumlichen Anordnung der sechs kovalent gebundenen Brom-Substituenten unterscheiden. In technischen Produkten kommen das α-, das β- und das γ-Isomer vor.^[6]

Strukturen der sechs Isomere, welche zu einem Anteil von > 1 % im technischen Produkt vorhanden sind

Verwendung

Die Hauptanwendungsbereiche von HBCD sind die Isolationsschäume EPS (expandierter Polystyren-Hartschaum) und XPS (extrudierter Polystyren-Hartschaum). Durch die Ausrüstung mit HBCD wird erreicht, dass Gebäude den strengen Brandschutzgesetzen entsprechen. Überdies findet HBCD auch als Flammschutzmittel in HIPS-Gehäusen, Textilien und Polstermöbeln Verwendung. Typische Einsatzkonzentrationen von HBCD sind rund 0,7 % in EPS, 2,5 % in XPS und 6–15 % in Textilien.^[7] Der industrielle Verbrauch in Europa wurde auf jährlich rund 9500 Tonnen geschätzt.^[8] Der weltweite Jahresverbrauch liegt bei 16.700 Tonnen.^[9]

Analytik

Zur Analytik wird das Isomerengemisch meist durch chromatographisch (z. B. HPLC) an ausgewählten Cyclodextrinphasen^[10] getrennt. Die Detektion erfolgt massenspektrometrisch meist mit der HPLC/MS- oder der GC/MS-Kopplung.^[11] Bei biologischen Matrices ist eine aufwändigere Probenvorbereitung, meist mit primärer Gewinnung eines Gesamtlipidextrakts und anschließender Reinigung über Kieselgel-Trennsäulen und/oder durch lipophile Gelchromatographie, erforderlich.^[12][13]

Umweltrelevanz

HBCD kann durch verschiedene Prozesse in die Umwelt gelangen und kommt in Spurenkonzentrationen in allen Umweltkompartimenten wie Luft, Wasser und im Boden vor. In Sedimenten, in Klärschlamm und in Fischen^[14] wurden hohe Konzentrationen des α-Isomers nachgewiesen.^[15] In einer vom WWF durchgeführten Untersuchung wurde HBCD auch im Blut der Europaparlamentarier gefunden.^[16]

Im Jahr 2008 wurde HBCD als PBT-Substanz in die Liste von substances of very high concern aufgenommen.^[17] Im neuesten Entwurf der RL 2002/95/EG RoHS wird HBCD in das Stoffverbot aufgenommen.^[18]

Einzelnachweise

1. ↑ ^{a b c d} Persistent Organic Pollutants Review Committee: Report of the Persistent Organic Pollutants Review Committee on the work of its sixth meeting: Addendum: Risk profile on hexabromocyclododecane, 2010.
2. ↑ ^{a b c d e f g h} Jon Arnot, Lynn McCarty, James Armitage, Liisa Toose-Reid, Frank Wania, Ian Cousins: An evaluation of hexabromocyclododecane (HBCD) for Persistent Organic Pollutant (POP) properties and the potential for adverse effects in the environment, 2009.
3. ↑ In Bezug auf ihre Gefährlichkeit wurde die Substanz von der EU noch nicht eingestuft, eine verlässliche und zitierfähige Quelle hierzu wurde noch nicht gefunden.
4. ↑ IUCLID Dataset Hexabromocyclododecane. 18. Februar 2000.
5. ↑ BSEF: Application of HBCD.
6. ↑ Law RJ, Kohler M et al.: Hexabromocyclododecane challenges scientists and regulators. Environ. Sci. Technol. 2005;39(13):281A–287A, PMID 16053062.
7. ↑ CEFIC-EFRA: HBCD-Factsheet.
8. ↑ BSEF: Major Brominated Flame Retardants Volume Estimates – Total Market Demand By Region in 2001
9. ↑ BSEF (2007). Bromide Science and Envieroment Forum.
10. ↑ Koeppen R, Becker R, Emmerling F, Jung C, Nehls I.: Enantioselective preparative HPLC separation of the HBCD-Stereoisomers from the technical product and their absolute structure elucidation using X-ray crystallography. Chirality. 2007 Mar;19(3):214–22, PMID 17226748.
11. ↑ Abdallah MA, Ibarra C, Neels H, Harrad S, Covaci A.: Comparative evaluation of liquid chromatography-mass spectrometry versus gas chromatography-mass spectrometry for the determination of hexabromocyclododecanes and their degradation products in indoor dust. J Chromatogr A. 2008 May 9;1190(1–2):333–341. Epub 2008 Mar 7, PMID 18359486.
12. ↑ Roosens L, Dirtu AC, Goemans G, Belpaire C, Gheorghe A, Neels H, Blust R, Covaci A.: Brominated flame retardants and polychlorinated biphenyls in fish from the river Scheldt, Belgium. Environ Int. 2008 Oct;34(7):976–983. Epub 2008 Apr 8, PMID 18400299.
13. ↑ Thomsen C, Knutsen HK, Liane VH, Frøshaug M, Kvalem HE, Haugen M, Meltzer HM, Alexander J, Becher G.: Consumption of fish from a contaminated lake strongly affects the concentrations of polybrominated diphenyl ethers and hexabromocyclododecane in serum. Mol Nutr Food Res. 2008 Feb;52(2):228–237, PMID 18186101.
14. ↑ Robert Köppen, Susanne Esslinger, Roland Becker und Irene Nehls: Hexabromcyclododecan in heimischen Süßwasserfischen, Nachrichten aus der Chemie 57 (2009) 901−904.
15. ↑ Covaci A, Gerecke AC et al.: Hexabromocyclododecanes (HBCDs) in the environment and humans: a review. Environ Sci Technol. 2006 Jun 15;40(12):3679–88, PMID 16830527.
16. ↑ WWF: Faktenblätter zu nachgewiesenen Chemikalien in der WWF Blutprobenuntersuchung von Europaparlamentariern
17. ↑ ECHA: MEMBER STATE COMMITTEE SUPPORT DOCUMENT FOR IDENTIFICATION OF HEXABROMOCYCLODODECANE AND ALL MAJOR DIASTEREOISOMERS IDENTIFIED AS A SUBSTANCE OF VERY HIGH CONCERN, 8. Oktober 2008.
18. ↑ ECHA: Seite 46.

Weblinks

 Commons: Hexabromcyclododecan – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

• An Overview of Alternatives to Tetrabromobisphenol A (TBBPA) and Hexabromocyclododecane (HBCD), University of Massachusetts Lowell, März 2006 (PDF-Datei; 512 kB)
• HBCD-Factsheet BSEF (englisch; PDF; 547 kB)
• Umweltaspekte (englisch)