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1,1-Dimethylhydrazin (abk. UDMH für Unsymmetrisches Dimethylhydrazin) ist das an einem N-Atom zweifach methylierte Hydrazin. Im Gegensatz zum symmetrischen Dimethylhydrazin (1,2-Dimethylhydrazin) sind hier beide Methylgruppen am selben Stickstoffatom gebunden.

• Geschichte

• Darstellung und Gewinnung

• Eigenschaften

• Sicherheitstechnische Kenngrößen

• Verwendung

• Physiologie

• Einzelnachweise

• Externe Links zu erwähnten Verbindungen

Als Gemisch wird 1,1-Dimethylhydrazin (unter anderem unter der Bezeichnung Aerozin 50) seit den 1950er Jahren wegen seiner guten Lagerfähigkeit als Raketentreibstoff verwendet.cite-ref-alessandro-de-iaco-veris-7-0[7] Als Oxidationsmittel dient dazu heute meist Distickstofftetroxid; davor wurde oft Salpetersäure verwendet.cite-ref-8[8]

Die Herstellung von 1,1-Dimethylhydrazin erfolgt analog der Raschig-Synthese aus Chloramin und Dimethylamin.cite-ref-ullmann-9-0[9]

N H 2 C l + N H ( C H 3 ) 2 → → H 2 N N ( C H 3 ) 2 + H C l {\displaystyle \mathrm {NH_{2}Cl+NH(CH_{3})_{2}\rightarrow H_{2}NN(CH_{3})_{2}+HCl} }

Ein zweiter Syntheseweg geht vom Essigsäurehydrazidcite-ref-10[S 1] aus, welches im ersten Schritt mit Formaldehyd und Wasserstoff reduktiv alkyliert wird. Eine Hydrolyse ergibt im zweiten Schritt die Zielverbindung.cite-ref-ullmann-9-1[9]

C H 3 C O N H N H 2 + 2 C H 2 O + 2 H 2 → → C H 3 C O N H N ( C H 3 ) 2 + 2 H 2 O {\displaystyle \mathrm {CH_{3}CONHNH_{2}+2\,CH_{2}O+2\,H_{2}\rightarrow CH_{3}CONHN(CH_{3})_{2}+2\,H_{2}O} }

C H 3 C O N H N ( C H 3 ) 2 + H 2 O → → H 2 N N ( C H 3 ) 2 + C H 3 C O O H {\displaystyle \mathrm {CH_{3}CONHN(CH_{3})_{2}+H_{2}O\rightarrow H_{2}NN(CH_{3})_{2}+CH_{3}COOH} }

UDMH ist eine farblose, fischartig riechende Flüssigkeit, die bei Normaldruck bei 63 °C siedet.cite-ref-majer-11-0[10] Die molare Verdampfungsenthalpie beträgt am Siedepunkt 32,55 kJ·mol−1.cite-ref-majer-11-1[10] Die Dampfdruckfunktion ergibt sich nach Antoine entsprechend log10(P) = A−(B/(T+C)) (P in bar, T in K) mit A = 4,71316, B = 1388,51 und C = −40,613 im Temperaturbereich von 237,74 bis 293,08 K.cite-ref-aston-12-0[11] Die Dämpfe von 1,1-Dimethylhydrazin können die Haut und die Schleimhäute (Augen, Atemwege) reizen bzw. bei starker Belastung verätzen. Es hat bei 20 °C eine dynamische Viskosität von 0,56·10−3 Pa·s.

Die mittels dynamischer Differenzkalorimetrie bestimmte Zersetzungswärme beträgt −69 kJ·mol−1 bzw. −1150 kJ·kg−1.cite-ref-grewer1-13-0[12]cite-ref-grewer2-14-0[13]

Aufgrund seines niedrigen Dampfdrucks und seiner hohen Reaktivität (insbesondere gegenüber Ozon) ist eine weiträumige Verteilung bei Eintrag in die Umwelt nicht zu erwarten; es erfolgt ein schneller Abbau.

1,1-Dimethylhydrazin bildet leicht entzündliche Dampf-Luft-Gemische. Die Verbindung hat einen Flammpunkt bei −18 °C.cite-ref-gestis-1-9[1]cite-ref-brandes-15-0[14] Der Explosionsbereich liegt zwischen 2 Vol.‑% (50 g/m3) als untere Explosionsgrenze (UEG) und 20 Vol.‑% (490 g/m3) als obere Explosionsgrenze (OEG).)cite-ref-gestis-1-10[1] Die Grenzspaltweite wurde mit 0,85 mm bestimmt.cite-ref-gestis-1-11[1]cite-ref-brandes-15-1[14] Es resultiert damit eine Zuordnung in die Explosionsgruppe IIB.cite-ref-gestis-1-12[1] Die Zündtemperatur beträgt 240 °C.cite-ref-gestis-1-13[1]cite-ref-brandes-15-2[14] Der Stoff fällt somit in die Temperaturklasse T3.

1,1-Dimethylhydrazin findet für eine Reihe von Produkten und Prozessen Verwendung. So unter anderem:

• Zur Herstellung von Farbstoffen, Arzneimitteln und Chemiefasern.

• Als Gasabsorptionsmittel für Kohlenstoffdioxid und Schwefeldioxid.

• 1,1-Dimethylhydrazin ist die brennbare Komponente (Heptyl, russ.) flüssiger hypergolischer Raketentreibstoffe, wenn es zusammen mit den Oxidatoren Distickstofftetroxid (Amyl, russ.) oder RFNA (rauchende Salpetersäure, AK-27I oder Mélange, russ.) verwendet wird. Die Trägerrakete Proton verwendet 1,1-Dimethylhydrazin als Treibstoff mehrerer bzw. aller Stufen, was bei Fehlstarts zu Verseuchungen im Absturzgebiet führt. Im 1. Golfkrieg eingesetzte sowjetische Scud-Raketen enthielten je 1000 kg UDMH und 3500 kg RFNA.

• 1,1-Dimethylhydrazin wird nicht nur pur, sondern auch gemischt mit Hydrazin als Raketentreibstoff verwendet.cite-ref-meyer-92-16-0[15] Bekannte Gemische mit verschiedener Konzentration der beiden Bestandteile zueinander sind Aerozin 50cite-ref-meyer-05-17-0[16] und UH 25.

• Im Herbst 2017 wurde UDMH von Experten als Raketentreibstoff in Nordkoreas Nuklearprogramm angenommen.cite-ref-18[17]

• Zurzeit wird 1,1-Dimethylhydrazin nur noch in Russland und in der Volksrepublik China in großen Mengen hergestellt.cite-ref-schmucker84-19-0[18]

1,1-Dimethylhydrazin wird leicht über die Haut aufgenommen und hat sich im Tierversuch als krebserzeugend erwiesen.

cite-note-gestis-11. Eintrag zu N,N-Dimethylhydrazin in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 20. Januar 2022. (JavaScript erforderlich)

cite-note-sigma-21. Datenblatt 1,1-Dimethylhydrazin bei Sigma-Aldrich, abgerufen am 5. März 2011 (PDF).Vorlage:Sigma-Aldrich/Name nicht angegeben

cite-note-clp-100-000-287-32. Eintrag zu N,N-dimethylhydrazine in der Datenbank ECHA CHEM der Europäischen Chemikalienagentur (ECHA), abgerufen am 1. Februar 2016. Hersteller bzw. Inverkehrbringer können die harmonisierte Einstufung und Kennzeichnung erweitern.

cite-note-43. Schweizerische Unfallversicherungsanstalt (Suva): Grenzwerte – Aktuelle MAK- und BAT-Werte (Suche nach 57-14-7 bzw. 1,1-Dimethylhydrazin), abgerufen am 2. November 2015.

cite-note-merck-54. Datenblatt 1,1-Dimethylhydrazin bei Merck, abgerufen am 8. Oktober 2004.

cite-note-crc90-5-23-65. 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. 5-23.

cite-note-alessandro-de-iaco-veris-77. ↑ Alessandro de Iaco Veris: Fundamental Concepts of Liquid-Propellant Rocket Engines. Springer International Publishing, 2020, ISBN 978-3-03054704-2, S. 47 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).

cite-note-88. ↑ DLR - Institut für Raumfahrtantriebe - Fortschrittliche Treibstoffe. Abgerufen am 26. Juni 2023.

cite-note-ullmann-99. ↑ Schiermann, J.-P.; Bourdauducq, P.: Hydrazine, in: Ullmanns Enzyklopädie der Technischen Chemie, Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim 2005; doi:10.1002/14356007.a13_177.

cite-note-majer-1110. ↑ Majer, V.; Svoboda, V.: Enthalpies of Vaporization of Organic Compounds: A Critical Review and Data Compilation, Blackwell Scientific Publications, Oxford, 1985, 300.

cite-note-aston-1211. ↑ Aston, J.G.; Wood, J.L.; Zolki, T.P.: The thermodynamic properties and configuration of unsymmetrical dimethylhydrazine in J. Am. Chem. Soc. 75 (1953) 6202–6204, doi:10.1021/ja01120a027.

cite-note-grewer1-1312. ↑ Grewer, T.; Klais, O.: Exotherme Zersetzung - Untersuchungen der charakteristischen Stoffeigenschaften, VDI-Verlag, Schriftenreihe "Humanisierung des Arbeitslebens", Band 84, Düsseldorf 1988, ISBN 3-18-400855-X, S. 9.

cite-note-grewer2-1413. ↑ Grewer, T.: The influence of chemical structure on exothermic decomposition in Thermochim. Acta 187 (1991) 133–149, doi:10.1016/0040-6031(91)87188-3.

cite-note-brandes-1514. ↑ E. Brandes, W. Möller: Sicherheitstechnische Kenngrößen. Band 1: Brennbare Flüssigkeiten und Gase. Wirtschaftsverlag NW – Verlag für neue Wissenschaft, Bremerhaven 2003.

cite-note-meyer-92-1615. ↑ Rudolf Meyer: Explosivstoffe, 6. Auflage, VCH Verlagsgesellschaft, Weinheim 1985, ISBN 3-527-26297-0, S. 92–93.

cite-note-meyer-05-1716. ↑ Rudolf Meyer: Explosivstoffe, 6. Auflage, VCH Verlagsgesellschaft, Weinheim 1985, ISBN 3-527-26297-0, S. 5.

cite-note-1817. ↑ nytimes.com: The Rare, Potent Fuel Powering North Korea’s Weapons. 17. September 2017.

cite-note-schmucker84-1918. ↑ Schmucker Robert & Schiller Markus: Raketenbedrohung 2.0: Technische und politische Grundlagen. Mittler Verlag, 2015, ISBN 3-8132-0956-3, S. 84.

cite-note-10S 1. ↑ Externe Identifikatoren von bzw. Datenbank-Links zu Essigsäurehydrazid: CAS-Nr.: 1068-57-1, EG-Nr.: 213-948-7, ECHA-InfoCard: 100.012.681, PubChem: 14039, ChemSpider: 13420, Wikidata: Q4678005.