Dimethyldicarbonat

Strukturformel
Allgemeines
Name	Dimethyldicarbonat
Andere Namen	Dimethylpyrocarbonat; Pyrokohlensäuredimethylester; E 242[1];
Summenformel	C4H6O5
Kurzbeschreibung	farblose, klare Flüssigkeit von fruchtig-esterartigem Geruch[2]
Externe Identifikatoren/Datenbanken
EG-Nummer	224-859-8
ECHA-InfoCard	100.022.601
PubChem	3086
Wikidata	Q416985
Eigenschaften
Molare Masse	134,09 g·mol−1
Aggregatzustand	flüssig
Dichte	1,25 g·cm−3 [3]
Schmelzpunkt	17 °C[3]
Siedepunkt	172 °C (Zersetzung) [3]
Löslichkeit	schlecht in Wasser (~35 g·l−1 bei 20 °C) unter Zersetzung[3]
Sicherheitshinweise
H- und P-Sätze	H: 302‐330‐314
	P: 280‐301+330+331‐304+340‐305+351+338‐308+310 [4]
Toxikologische Daten	335 mg·kg−1 (LD50, Ratte, oral)[4]; >1250 mg·kg−1 (LD50, Ratte, transdermal)[4]; 76,2 mg·l−1 (LC50, Ratte, inhalativ, 4h, (Dämpfe))[4];
	Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

Dimethyldicarbonat (DMDC), auch Dimethylpyrocarbonat (DMPC), ist ein Ester der Pyrokohlensäure.

Eigenschaften

Dimethyldicarbonat ist eine klare, farblose Flüssigkeit mit einer Dichte von 1,25 g/mL. Der Flammpunkt liegt bei 85 °C, die Explosionsgrenzen liegen zwischen 3 % (unterer Wert) und 29,9 % (oberer Wert), die Zersetzungstemperatur liegt bei 172 °C.[4]

Verwendung

Dimethyldicarbonat (DMDC) ist als Lebensmittelzusatzstoff der Nummer E 242 ein deklarationsfreies Kaltentkeimungsmittel und tötet typische Getränkeschädlinge wie Hefen, Bakterien und Schimmelpilze durch Carbomethoxylierung von Proteinen ab.

Laut der Zusatzstoff-Zulassungsverordnung für nichtalkoholische, aromatisierte Getränke und Wein,[5] ist Dimethyldicarbonat nach § 5 für alkoholfreien Wein und Flüssigteekonzentrat zugelassen. Zusätzlich dürfen Biermisch-Getränke sowie Cider mit Dimethyldicarbonat behandelt werden. Bei den genannten Getränken dürfen maximal 250 mg je Liter zugesetzt werden. Laut EG-Verordnung VO (EG) 606/2009 (EU-ÖnologiekodexVO) Anhang IA Nr. 34 ist Dimethyldicarbonat bei zum unmittelbaren menschlichen Verbrauch bestimmten Traubenmost, bei Tafelwein, Schaumwein, Perlwein, Likörwein und Qualitätswein zugelassen. Es dürfen maximal 200 mg je Liter zugesetzt werden, und im fertigen Produkt darf kein Dimethyldicarbonat mehr nachweisbar sein. Bisher war der Einsatz ab einen Restzuckergehalt von 5 g/l des Weines gestattet, nach der neuesten Verordnung (EG) Nr. 315/2012 (Anhang 6) darf DMDC nur mehr bei halbtrockenen, lieblichen und Süßweinen eingesetzt werden.

Die Zugabe muss mit einem Dosiergerät erfolgen. Ein einfaches Einrühren bewirkt, bedingt durch die hohe Dichte und die schlechte Wasserlöslichkeit, ein Absinken im Behälter und ergibt somit keine Wirkung. Nur durch die Verwendung einer Dosieranlage ergibt sich eine größtmögliche Verteilung von Dimethyldicarbonat im Getränk und damit eine hohe Kontaktmöglichkeit mit vorhandenen Mikroorganismen. Dimethyldicarbonat wird unter dem Handelsnamen Velcorin^® von Lanxess vertrieben.

Verträglichkeit

Nach Zugabe zum Getränk reagiert Dimethyldicarbonat mit dem darin enthaltenen Wasser temperaturabhängig in ca. 4 Stunden zu Methanol und Kohlendioxid, natürliche Bestandteile vieler Getränke wie Obst- und Gemüsesäfte, und ist beim Kauf nicht mehr vorhanden. Das in geringen Mengen entstehende Methanol ist toxikologisch als unbedenklich zu bewerten.

In Abhängigkeit von den Inhaltsstoffen, d. h. in Anwesenheit von Ammoniumionen (NH₄⁺) und in wässrig-saurer Lösung, können sich jedoch geringste Mengen von O-Methyl-Carbamat (O-Methylurethan) bilden. Diese Verbindung ist toxikologisch gut untersucht und es hat sich gezeigt, dass sie in Ratten Krebs auslöst. O-Methyl-Carbamat wurde in Weinen, die mit Dimethyldicarbonat desinfiziert wurden, nachgewiesen.[6] Es ist auf der Liste der krebsauslösenden Stoffe des Staates Kalifornien zu finden.[7]

Bis 1973 wurde Diethyldicarbonat an Stelle von Dimethyldicarbonat verwendet. Dieses bildet unter denselben Bedingungen O-Ethyl-Carbamat (Ethylurethan), das toxikologisch bedenklicher als O-Methyl-Carbamat ist. Aus diesem Grund wurde 1973 Diethyldicarbonat vom Markt genommen und Dimethyldicarbonat als Folgewirkstoff eingesetzt.[8]

O-Methyl-Carbamat wird fälschlicherweise manchmal mit Carbamaten aus dem Pflanzenschutz in Verbindung gebracht. Carbamate aus dem Pflanzenschutz werden als Insektizide, Fungizide und Herbizide eingesetzt und sind chemisch wesentlich komplexer aufgebaute N-Alkyl-Carbamate. Die größte Verwechslungsgefahr besteht mit der Klasse der fungizid wirksamen N-Methyl-Carbamate, denn N- und O- werden oft weggelassen und dadurch eine Identität vorgetäuscht.

Asthmatiker sollten sich nicht in Räumen aufhalten, in denen mit Dimethyldicarbonat gearbeitet wird, da der Stoff Asthmaanfälle auslösen kann.

Zerfallszeit von Dimethyldicarbonat

Der pH-Wert nimmt nur geringfügig Einfluss auf den Zerfall, ausschlaggebend ist die Temperatur gemäß der RGT-Regel:

bei 10 °C → ca. 5 Std.
bei 20 °C → ca. 2 Std.
bei 30 °C → ca. 1 Std.

Reaktionsprodukte von DMDC mit Getränkeinhaltsstoffen

Alkoholgehalt > 1 Vol.-%:

→ Methylethylcarbonat + Kohlendioxid + Methanol

Ammoniak, Amine, Aminosäuren, Phenole:

→ Methylcarbamat + Kohlendioxid + Methanol

Einzelnachweise

Eintrag zu E 242: Dimethyl dicarbonate in der Europäischen Datenbank für Lebensmittelzusatzstoffe, abgerufen am 27. Juni 2020.
Eintrag zu Dimethyldicarbonat. In: Römpp Online. Georg Thieme Verlag, abgerufen am 5. Mai 2014.
Datenblatt Dimethyldicarbonat (PDF) bei Merck, abgerufen am 25. März 2011.
Eintrag zu Dimethyldicarbonat in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 16. Dezember 2019. (JavaScript erforderlich)
VERORDNUNG (EG) Nr. 2165/2005 DES RATES vom 20. Dezember 2005 zur Änderung der Verordnung (EG) Nr. 1493/1999 über die gemeinsame Marktorganisation für Wein.
National Toxicology Program: Toxicology and Carcinogenesis Studies of Methyl Carbamate (CAS No. 598-55-0) in F344/N Rats and B6C3F1 Mice (Gavage Studies). (Memento vom 14. Juni 2006 im Internet Archive) In: National Toxicology Program technical report series. Band 328, November 1987, S. 1–176. PMID 12732908.
Chemicals Known to the State to Cause Cancer or Reproductive Toxicity (Memento vom 12. Mai 2006 im Internet Archive) (pdf; 154 kB).
Dimethyldicarbonat - ein neuer Verschwindestoff für alkoholfreie, fruchtsafthaltige Erfrischungsgetränke., Genth, H., Erfrischungsgetränk 13, 1979.

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[E-Nummer242-1] Eintrag zu E 242: Dimethyl dicarbonate in der Europäischen Datenbank für Lebensmittelzusatzstoffe, abgerufen am 27. Juni 2020.

[Römpp-2] Eintrag zu Dimethyldicarbonat. In: Römpp Online. Georg Thieme Verlag, abgerufen am 5. Mai 2014.

[Merck-3] Datenblatt Dimethyldicarbonat (PDF) bei Merck, abgerufen am 25. März 2011.

[GESTIS-4] Eintrag zu Dimethyldicarbonat in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 16. Dezember 2019. (JavaScript erforderlich)

[5] VERORDNUNG (EG) Nr. 2165/2005 DES RATES vom 20. Dezember 2005 zur Änderung der Verordnung (EG) Nr. 1493/1999 über die gemeinsame Marktorganisation für Wein.

[6] National Toxicology Program: Toxicology and Carcinogenesis Studies of Methyl Carbamate (CAS No. 598-55-0) in F344/N Rats and B6C3F1 Mice (Gavage Studies). (Memento vom 14. Juni 2006 im Internet Archive) In: National Toxicology Program technical report series. Band 328, November 1987, S. 1–176. PMID 12732908.

[7] Chemicals Known to the State to Cause Cancer or Reproductive Toxicity (Memento vom 12. Mai 2006 im Internet Archive) (pdf; 154 kB).

[8] Dimethyldicarbonat - ein neuer Verschwindestoff für alkoholfreie, fruchtsafthaltige Erfrischungsgetränke., Genth, H., Erfrischungsgetränk 13, 1979.