1,1,1-Trimethylolpropan

Strukturformel
Allgemeines
Name	1,1,1-Trimethylolpropan
Andere Namen	2-Ethyl-2-(hydroxymethyl)-propan-1,3-diol (IUPAC); 2,2-Bis(hydroxymethyl)butan-1-ol; TMP; Propylidyntrimethanol; TRIMETHYLOLPROPANE (INCI);
Summenformel	C6H14O3
Kurzbeschreibung	weißer, kristalliner Feststoff mit schwachem Geruch
Externe Identifikatoren/Datenbanken
EG-Nummer	201-074-9
ECHA-InfoCard	100.000.978
PubChem	6510
ChemSpider	6264
Wikidata	Q161270
Eigenschaften
Molare Masse	134,18 g·mol−1
Aggregatzustand	fest
Dichte	1,084 g·cm−3
Schmelzpunkt	60 °C
Siedepunkt	295 °C
Dampfdruck	< 0,1 Pa (20 °C)
Löslichkeit	leicht löslich in Wasser
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung Achtung
H- und P-Sätze	H: 361fd
	P: keine P-Sätze
Toxikologische Daten	14100 mg·kg−1 (LD50, Ratte, oral); 14400 mg·l−1 (LC50, Fisch, 96 h);
	Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet.; Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen (0 °C, 1000 hPa).

1,1,1-Trimethylolpropan (TMP) ist eine organisch-chemische Verbindung aus der Stoffgruppe der dreiwertigen Alkohole, die in Form eines weißen, brennbaren Pulvers vorliegt.

Gewinnung und Darstellung

Die technische Herstellung von 1,1,1-Trimethylolpropan erfolgt durch eine doppelte Aldoladdition von n-Butyraldehyd (1) mit Formaldehyd (2), wobei zunächst 2,2-Bis-hydroxymethylbutanal (3) als Zwischenprodukt entsteht. Dieses reagiert anschließend mit überschüssigem Formaldehyd und Einsatz stöchiometrischer Mengen Base in einer gekreuzten Cannizzaro-Reaktion, wobei die Aldehydgruppe zum Alkohol reduziert wird und Trimethylolpropan (4) sowie das entsprechende Formiat (5) gebildet wird.^[3]

Industrielle Synthese von Trimethylolpropan durch dreifache Aldol-Addition von Butyraldehyd mit Formaldehyd und anschließender gekreuzten Cannizzaro-Reaktion

Als Base wird vorwiegend Natrium- oder Calciumhydroxid verwendet. Gelegentlich werden auch verschiedene Carbonate eingesetzt. Die Ausbeute beträgt in allen Fällen etwa 90 %. Um den großen Anfall an Formiat-Nebenprodukt zu vermeiden, wird die Reduktion der Carbonylgruppe in einigen Prozessen (z. B. BASF) mittels katalytischer Hydrierung realisiert. Als Basen werden tertiäre Amine und Cobalt-Hydrierkatalysatoren eingesetzt.^[3]

Jährlich werden weltweit etwa 100.000 Tonnen an Trimethylolpropan hergestellt.^[4]

Eigenschaften

1,1,1-Trimethylolpropan besitzt drei Hydroxygruppen und ermöglicht es dadurch, Polymere dreidimensional zu vernetzen. Der Flammpunkt liegt bei 179 °C, die Zündtemperatur bei 375 °C.^[2]

Verwendung

1,1,1-Trimethylolpropan wird als Zwischenprodukt bei der Synthese anderer organischer Verbindungen eingesetzt (zum Beispiel Trimethylolpropan-trimethacrylat (TMPTMA), für Polyurethane, Polyesterpolyole und Polyetherpolyole, für Tenside, Bindemittel und Klebstoffe, synthetische Schmierstoffe, Polyester- und Alkydharzlacke). Diese werden in der Möbel-, Bau- und Automobilindustrie genutzt.^[5]

Sicherheitshinweise

Trimethylolpropan ist ein brennbarer, jedoch nur schwer entzündbarer Stoff. Er wird als reproduktionstoxisch (Kat. 2) eingestuft, da es vermutlich die Fruchtbarkeit bzw. des ungeborene Kind im Mutterleib schädigt. Trimethylolpropan weist eine untere Explosionsgrenze (UEG) von ca. 1,3 Vol.-% (ca. 72 g/cm³) und eine obere Explosionsgrenze (OEG) von ca. 11,8 Vol.-% auf. Die Zündtemperatur beträgt 375 °C. Der Stoff fällt somit in die Temperaturklasse T2. Mit einem Flammpunkt von 179 °C gilt Trimethylolpropan als relativ schwer entflammbar.^[2]

Weblinks

OECD: Screening Information Dataset (SIDS) Initial Assessment Report (SIAR) für 1,3-Propanediol, 2-ethyl-2-(hydroxymethyl)-

Einzelnachweise

↑ Eintrag zu TRIMETHYLOLPROPANE in der CosIng-Datenbank der EU-Kommission, abgerufen am 16. April 2020.
↑ ^a ^b ^c ^d ^e ^f ^g ^h ⁱ ^j ^k ^l Eintrag zu 1,1,1-Trimethylolpropan in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 7. Oktober 2020. (JavaScript erforderlich)
↑ ^a ^b Peter Werle, Marcus Morawietz, Stefan Lundmark, Kent Sörensen, Esko Karvinen, Juha Lehtonen: Alcohols, Polyhydric. In: Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry. Wiley‐VCH Verlag GmbH & Co. KGaA., 15. Juli 2008, S. 14 doi:10.1002/14356007.a01_305.pub2.
↑ Hans-Jürgen Arpe: Industrielle Organische Chemie - Bedeutende Vor- und Zwischenprodukte. 6. Auflage. Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim 2007, ISBN 978-3-527-31540-6, S. 234.
↑ Nachrichten aus der Chemie, 03/2011, S. 219 doi:10.1002/nadc.201179640.

[CosIng-1] Eintrag zu TRIMETHYLOLPROPANE in der CosIng-Datenbank der EU-Kommission, abgerufen am 16. April 2020.

[GESTIS-2] ↑ ^a ^b ^c ^d ^e ^f ^g ^h ⁱ ^j ^k ^l Eintrag zu 1,1,1-Trimethylolpropan in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 7. Oktober 2020. (JavaScript erforderlich)

[Ullmann-3] Peter Werle, Marcus Morawietz, Stefan Lundmark, Kent Sörensen, Esko Karvinen, Juha Lehtonen: Alcohols, Polyhydric. In: Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry. Wiley‐VCH Verlag GmbH & Co. KGaA., 15. Juli 2008, S. 14 doi:10.1002/14356007.a01_305.pub2.

[ARPE-4] Hans-Jürgen Arpe: Industrielle Organische Chemie - Bedeutende Vor- und Zwischenprodukte. 6. Auflage. Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim 2007, ISBN 978-3-527-31540-6, S. 234.

[5] Nachrichten aus der Chemie, 03/2011, S. 219 doi:10.1002/nadc.201179640.

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