Andere Bezeichnung(en): DMSO, Dimethylsulfoxyd, Methylsulfoxid, Methylsulfinylmethan, Sulfinyldimethan ; Dimethylis sulfoxidum (lat.); dimethyl sulfoxide (engl.)
Summenformel/Linienformel: C2H6OS / (CH3)2SO / H3C-SO-CH3Strukturformel:
| EG-/EC-Nummer: | 200-664-3 |
| CAS-Nummer: | [867-68-5] |
| BRN: | 506008 |
Beschreibung
Der Stoff ist eine bei Raumtemperatur klare, farb- und geruchlose, hygroskopische (wasseranziehende) Flüssigkeit. Da der Schmelzpunkt nahe 20 °C liegt (genau sind es 18,55 °C), erstarrt DMSO in der kälteren Jahreszeit zu einer farblosen Kristallmasse. Mit Wasser und den üblichen organischen Lösungsmitteln (z.B. Ethanol, Diethylether, Chloroform, Aceton, Benzol, nicht aber mit Paraffinen) ist Dimethylsulfoxid mischbar. Die Dichte liegt bei 1,104, der Siedepunkt ist 189 °C.
Darstellung
Technisch wird das Lösungsmittel hergestellt aus Dimethylsulfid (Dimethyl-thioether, H3C-S-CH3) durch katalytische Oxidation mit Distickstofftetroxid (N2O4) oder Sauerstoff/Distickstofftetroxid-Gemischen. Im Labor lassen sich Sulfoxide erzeugen durch Oxidation der Thioether mit stöchiometrischen Mengen Wasserstoffperoxid oder verdünnter Salpetersäure. Bei der Zellstofferzeugung fällt DMSO als Nebenprodukt an.Identifizierung
Die Prüfung auf Identität kann erfolgen durch:
Messung der relativen Dichte bei 20 °C (Sollbereich:
1,100-1,104, Literaturwert 1,104)
Messung des Brechungsindex bei 20 °C (Sollbereich:
1,478-1,479, Literaturwert 1,4790)
Messung der Erstarrungstemperatur (Sollbereich über 18,3 °C)
Aufnahme eines IR-Spektrums gegen Referenzsubstanz
Farbreaktion (nach Ph.Eur.1997): 50 mg Nickel(II)-chlorid R werden in 5 ml Untersuchungssubstanz gelöst. Die Lösung ist grüngelb gefärbt. Wird die Lösung im Wasserbad von 50 °C erhitzt, geht die Farbe der Lösung nach Grün oder Blaugrün über. Beim Abkühlen ändert sich die Farbe wieder nach Grüngelb.
Typische Verwendung, Reaktionen
Dimethylsulfoxid hat ausgesprochen gute Lösemitteleigenschaften, die es für vielfältige Einsatzzwecke in Labor und Industrie unentbehrlich machen. Es ist ein nichtwäßriges Lösungsmittel, das kein ionisierbares Proton im Molekül enthält (sog. dipolares, nucleophiles, aprotisches Lösungsmittel). Beispiele für die Verwendung der Substanz sind: Chem./Technisches Lösungsmittel für PVC, Polyurethane, Polyacrylnitril, Perlon, Orlon, Farben, Lacke und Cellulosederivate, Extraktionsmittel sowie wichtiges Reaktionsmedium in der organisch-präparativen Chemie.
Man macht sich bei Synthesen insbesondere die Fähigkeit
von DMSO zunutze, zwar Kationen (wie beispielsweise H
, Naund K) recht gut solvatisieren1) zu
können, nicht aber Anionen (Y
).
Somit können die Anionen besonders leicht angegriffen werden, sie liegen in der Lösung
sozusagen als reaktionsfähige "nackte" Anionen vor.
1) von lat. solvere = (auf)lösen, hier: Anlagerung von Lösungsmittel-Molekülen an gelöste Teilchen. Die Bevorzugung der Anlagerung von Anionen beruht auf der nucleophilen (von nucleus Kern, philos gr. Freund) Eigenschaft von DMSO. Lösungsmittel mit gutem Solvatationsvermögen können die Geschwindigkeit sowie die Gleichgewichtslage von chemischen Reaktionen, die in ihnen stattfinden, nachhaltig beeinflussen. Die Geschwindigkeitssteigerung kann bis zum 109fachen, verglichen gegen Methanol, gehen!
Darüber hinaus benutzt der organische Chemiker den Stoff als Oxidationsmittel und zur Dehydratisierung von Alkoholen. Dimethylsulfoxid bildet mit Natriumhydrid das äußerst reaktionsfähige Methylsulfinyl-carbanion ("Dimsyl"-Anion), ein vielfältig einsetzbares nucleophiles Reagens (Basenkomponente):
Die Reaktion muß unter Stickstoff-Schutzatmosphäre und mit einem Überschuß von DMSO erfolgen, es wird dabei Wasserstoff freigesetzt (vgl. FIESER/F. S. 584, siehe auch Abschnitt Gefahren).
Das Methylsulfinyl-Carbanion reagiert z.B. mit Carbonsäure-ethylestern, wobei es die Alkoholat-Gruppe aus ihrer Bindung verdrängt. Es bildet sich dabei ein a-Ketosulfoxid. Diese Umsetzung verdeutlicht den stark basischen Charakter des Carbanions, da es sich bei Alkoholaten nicht gerade um schwache Basen handelt:
Präparativ nutzbar ist die beschriebene Reaktion, da sich a-Ketosulfoxide mit Aluminiumamalgam (Al/Hg) in Tetrahydrofuran (THF 90%ig) als Reaktionsmedium zum entsprechenden Methyl-alkylketon (oder anderen Methylketonen) reduzieren lassen nach:
Die kombinierte Verwendung von DMSO als Lösungsmittel in Anwesenheit von Natriumhydrid erlaubt weiterhin die Acylierung von Methylestern zu symmetrisch gebauten b-Diketonen (nach BLOOMFIELD, ex L. und M. FIESER S. 568). NaH, Methylester und Keton werden dabei im Molverhältnis 2:2:1 eingesetzt.
Mit Wasserstoffperoxid läßt sich Dimethylsulfoxid bei Temperaturen von 90 bis 100 °C zum entsprechenden Dimethylsulfon oxidieren:
Pharmakologie/Toxikologie
Dimethylsulfoxid hat antiphlogistische Eigenschaften (Antiphlogistika sind Mittel, welche Entzündungen [örtlich] entgegenwirken, nach HEXAL Lexikon). Gleichzeitig wirkt es bei äußerlicher Verabreichung analgetisch (schmerzlindernd) und ist in entsprechenden apothekenpflichtigen Handelspräparaten zur äußerlichen Anwendung bei rheumatischen Beschwerden und Sportverletzungen enthalten (Rheumabene, Dolobene Gel, eingetr. Warenzeichen). In der Literatur beschrieben werden auch lokalanaesthetische, vasodilatatorische (gefäßerweiternde) und schwach ausgeprägte bakterio- bzw. fungistatische Wirksamkeit. Der Einsatz des Stoffes in kosmetischen Mitteln ist in Deutschland durch die Kosmetikverordnung verboten. Auch die Verwendung in der medizinischen Therapie wird in neuerer Zeit nicht kritiklos gesehen. In manchen Zubereitungen dient DMSO zusammen mit einem anderen Wirkstoff als sog. Penetrationsverstärker oder Sorptionsvermittler, das heißt es unterstützt das Eindringvermögen der eigentlichen Wirksubstanz in die Haut (Beispiel: 5%ige Idoxuridinpräparate gegen Zoster, Lit. Mutschler). Am Auge dürfen Medikamente mit DMSO nicht verwendet werden, ebenfalls nicht bei Schwangerschaft. Die Substanz geht in die Muttermilch über.
Allerdings tritt dieser "Carrier"-Effekt auch unerwünscht auf, wenn z.B. Lösungen von toxischen Substanzen (Giftstoffen) in Dimethylsulfoxid auf die ungeschützte Haut kommen. Die Giftstoffe können dann leichter durch die Haut resorbiert werden. DMSO kann auch in reiner Form Hautreaktionen (Entzündungsreaktionen wie Brennen, flächenhafte Hautrötungen mit Juckreiz und sogar Blasenbildung) hervorrufen, bei Aufnahme durch die Haut, durch Einatmen der Dämpfe oder durch Verschlucken können Schwindel, zentralnervöse Störungen, Kopfschmerzen, Müdigkeit, Übelkeit und Erbrechen sowie Leibkrämpfe auftreten. Größere Mengen oder chronische Vergiftung führen zu Organschäden an Leber und Nieren. Im Körper wird Dimethylsulfoxid teilweise zu Dimethylsulfid reduziert, was zu unangenehmem Geruch führen kann.
Akute Toxizität: LD50 (oral, Ratte): 14500 mg/kg
Auf eine mutagene Aktivität gibt es keine Hinweise, ebenfalls nicht auf eine cancerogene Wirkung.
Gefahren
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Dimethylsulfoxid vermag mit Alkalimetallen, Hydriden (Natriumhydrid etc.), Halogen-Halogenverbindungen und Nichtmetallhalogeniden, Säurehalogeniden und Halogensauerstoffverbindungen, auch mit Perchlorsäure, Periodsäure und mit Oxidationsmitteln heftig, teilweise sogar unter spontaner Explosion, zu reagieren. Stickstoffoxide und Schwefeloxide sind ebenfalls fernzuhalten. DMSO-Dampf-/Luftgemische oberhalb von 1,8 Vol.-% sind beim Erhitzen bzw. bei Zündung ebenfalls explosionsfähig. |
Sind in der Arbeitsvorschrift Arbeiten mit solchen Reaktionspartnern vorgeschrieben, sind entsprechende Schutzvorkehrungen erforderlich (Laborschutzbrille mit Seitenschutz und oberer Augenraumabdeckung bzw. Gesichtsschutzschild verwenden, Plexiglasschild vor der Apparatur, ggf. Arbeiten unter Schutzatmosphäre, Mengenverhältnisse und Abläufe genau einhalten, evtl. Reaktion mit Kleinmengen vorher ausprobieren). Es sind ausschließlich Vorschriften der anerkannten Literatur zu verwenden.
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Auf die Gefahr von Entzündungsreaktionen bei Kontakt mit der ungeschützen Haut wurde im vorhergehenden Abschnitt bereits hingewiesen. Aufgrund der Lösemitteleigenschaften und der guten Penetrationsfähigkeit des Stoffes ist die Eignung der verwendeten Schutzhandschuhe und Körperschutzmittel mit dem Lieferanten abzustimmen. |
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Dimethylsulfoxid ist in Wasser nicht abbaubar und daher umweltgefährlich; es darf keinesfalls in die Kanalisation oder in Oberflächengewässer gelangen. Eine Bioakkumulation ist allerdings nicht zu erwarten. Verschüttete Substanz ist mit flüssigkeitsbindenden Materialien (Chemizorb, Vermiculite, Sägemehl, Sand, im Notfall Lappen) aufzunehmen und als Sonderabfall zu entsorgen, betroffene Stellen mit Wasser nachreinigen. |
Wassergefährdungsklasse (WGK): 1 schwach wassergefährdender Stoff
Kennzeichnung nach den EG-Richtlinien/GefStoffV:
| Kennbuchstabe: | Xi | |
| Gefahrenhinweise: | R 36/37/38 | Reizt die Augen , Atmungsorgane und die Haut |
| Sicherheitsratschläge: | S 2 | Darf nicht in die Hände von Kindern gelangen |
| S 26 | Bei Berührung mit den Augen sofort gründlich mit Wasser abspülen und Arzt konsultieren | |
| S 36 | Bei der Arbeit geeignete Schutzkleidung tragen |
Lagerungshinweise: Stoff in einem Glasbehältnis dicht verschlossen, trocken und an einem gut belüfteten Ort lagern. Von Zünd- und Wärmequellen und von Wohnplätzen fernhalten. Keine Einschränkungen bei der Lagertemperatur; fest gewordenes DMSO kann durch gelindes Erwärmen wieder verflüssigt werden.
Versandvorschriften Gefahrstofftransport:
GGVS/GGVE nicht unterstellt.
Giftklasse (Schweiz): Frei
VbF-Klassifizierung: A III
Literaturhinweise Dimethylsulfoxid, Quellenangaben:
Arzneim.-Forsch. 17, 1553-1560 (1967)
BEIL. 1, 289; 1, IV, 1277
Beyer H./Walter W., Lehrbuch der Organischen Chemie 19. Aufl., S. 144, 146 (S. Hirzel Verlag, Stuttgart 1981)
DURST T., Dimethylsulfoxide (DMSO) in Organic Synthesis, in: Advances in Organic Chemistry 6, 285 (1969)
FIESER L./FIESER M., Organische Chemie 2. verb. Auflage, S. 146, 518, 568, 851 (VCH Verlagsges., Weinheim)
HART Harold, Organische Chemie - ein kurzes Lehrbuch, S. 213 (VCH, Weinheim 1989)
HEXAL Taschen-Lexikon Medizin, S.37 (Urban & Schwarzenberg, München 1993)
HUNNIUS´ Pharmazeutisches Wörterbuch 7. Auflage 1993, S. 431 (Walter de Gruyter, Berlin * New York)
MERCK Index 10, 3255; 12, 3308
MUTSCHLER Ernst, Arzneimittelwirkungen 7. Aufl.
Organikum, Organisch-chemisches Grundpraktikum 15. Aufl. Nachdruck 1977, S. 226, 422, 794 (VEB Deutscher Verlag der Wissenschaften, Berlin)
Organikum, Organisch-chemisches Grundpraktikum 20. Aufl., S. 154, 211, 398, 423 (Wiley-VCH, Weinheim 1999)
Pharmacopoea Europaea (Europäisches Arzneibuch) 3. Ausg. 1997, Amtliche Deutsche Ausgabe, S. 845 (DAV, Govi-Verlag)
RÖMPP Chemielexikon Hrsg. Falbe/Regitz 9. Aufl. 1995, Band 2 Cm-G, S. 987 (G. Thieme Verlag, Stuttgart)
Rote Liste 1999, Arzneimittelverzeichnis des Bundesverbandes der Pharm. Industrie e.V., Nrn. 23 055, 23 061, S. 223f (ECV Editio Cantor Verlag, Aulendorf)
SYKES Peter, Reaktionsmechanismen der Organischen Chemie - Eine Einführung, 7. Aufl., S. 94, 196, 284 (Verlag Chemie, Weinheim 1976) - Einfluß des Lösungsmitteltyps auf die Reaktionsgeschwindigkeit
VOIGT Rudolf, Lehrbuch der pharmazeutischen Technologie 3. Aufl., S. 668 (Verlag Chemie, Weinheim 1979)
Internetquellen:
Betriebsanweisung Dimethylsulfoxid, herausgegeben von der Univ. Würzburg (Organische Chemie, 10/96)
DMSO-Seite www.dmso.org/information
Kleine Giftkunde - Organische Lösungsmittel, in: PLASMA #21 (TU Berlin)
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Erstellt am 10.11.1999 * Letzte Änderung des Dokuments am 24.03.2003