Hexamethylentetramin

Hexamethylentetramin (auch Methenamin oder Urotropin) ist ein farbloses kristallines Pulver. Die chemische Struktur von Hexamethylentetramin lässt sich vom Kohlenwasserstoff Adamantan ableiten: Beim Hexamethylentetramin sitzen an den vier Verknüpfungsstellen der drei Sechserringe Stickstoffatome. Zwischen den Stickstoffatomen (als Eckpunkte eines Tetraeders) liegt jeweils eine CH₂-Gruppe.

Strukturformel
Allgemeines
Freiname	Methenamin
Andere Namen	Urotropin 1,3,5,7-Tetraazaadamantan 1,3,5,7-Tetraazatricyclo[3.3.1.13,7]decan (IUPAC) Formin Hexamin E 239[1] METHENAMINE (INCI)[2]
Summenformel	C6H12N4
Kurzbeschreibung	farblose Kristalle mit aminartigem Geruch[3]
Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer 100-97-0 EG-Nummer 202-905-8 ECHA-InfoCard 100.002.642 PubChem 4101 ChemSpider 3959 DrugBank DB06799 Wikidata Q71969
Eigenschaften
Molare Masse	140,19 g·mol−1
Aggregatzustand	fest
Dichte	1,33 g·cm−3 (20 °C)[3]
Siedepunkt	263 °C sublimiert unter teilweiser Zersetzung[3]
Löslichkeit	sehr gut in Wasser (490 g·l−1 bei 20 °C)[3] gut in Chloroform (199 g·l−1)[4] mäßig in Methanol (57 g·l−1) und Ethanol (23 g·l−1)[4] schlecht in Diethylether (0,4 g·l−1)[4] löslich in Ethanol 96 %[5] löslich in Dichlormethan[5]
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung aus Verordnung (EG) Nr. 1272/2008 (CLP),[6] ggf. erweitert[3] Achtung H- und P-Sätze H: 228​‐​317 P: 210​‐​280​‐​302+352​‐​333+313[3]
Toxikologische Daten	49,4 g·l−1 (LC50, Fisch, 96 h, Medianwert)[3]
Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen (0 °C, 1000 hPa).

Hexamethylentetramin-Pulver

Geschichte

Abgepacktes Hexamethylen­tetramin von Bayer (IG Farben)

Hexamethylentetramin wurde erstmals 1859 von Alexander Michailowitsch Butlerow beschrieben.^[7] 1894 wurde es unter dem Warenzeichen Urotropin zur Desinfektion der Harnwege in die Therapie eingeführt.^[8]

Herstellung

Hexamethylentetramin entsteht aus Ammoniak und Formaldehyd in wässriger Lösung:^[4]

Synthese von Methenamin

Diese Reaktion wird bei der sogenannten Formol-Titration bei der Bestimmung von Ammoniumverbindungen eingesetzt.

Eigenschaften

Der Flammpunkt liegt bei 250 °C, die Zündtemperatur bei 390 °C und die Zersetzungstemperatur bei > 263 °C.^[4] Die Energiedichte, Brennwert beträgt 31,3 MJ/kg, der pH-Wert einer 0,2 molaren Lösung (28 g/l) liegt bei 8,4^[9] und der pKs-Wert bei 8,95 (20 °C).^[4]

Verwendung

Hexamethylentetramin dient zur Herstellung von Amino- und Phenoplasten und als Lebensmittelkonservierungsstoff (E 239, selten verwendet, nur zugelassen in Provolone-Käse). In gepresster Form wird es auch als Trockenbrennstoff gebraucht und ist der Hauptbestandteil der Brennstoffe Esbit und von Meta Tabletten der Firma Lonza – in Form quaderförmiger Tabletten mit grauen Markierungsflecken.

In der Histochemie wird Hexamethylentetramin bei Silberfärbungen eingesetzt.

In der organischen Synthese dient es als Formyläquivalent (Duff-Reaktion), zur Einführung von Aminogruppen, zur Synthese von N-Heterocyclen und wird in der Mannich-Reaktion verwendet. In der anorganischen Analytik dient es im Kationen-Trennungsgang als Puffersubstanz bei der Fällung der „Urotropin-Gruppe“ (zu der auch Eisen, Chrom und Aluminium gehören) bei pH 5,5. In saurer wässriger Lösung zerfällt Methenamin in Formaldehyd und Ammoniumionen. Deshalb führt sublimiertes Hexamethylentetramin bei der Emissionsmessung während der Herstellung von Phenolharzen zu überhöhten Formaldehyd-Konzentrationen bei Messverfahren, die mit sauren Lösungen arbeiten. In diesem Zusammenhang sind das DNPH-Verfahren^[10] und das MBTH-Verfahren^[11] zu nennen.

Hexamethylentetramin ist ein Ausgangsstoff zur Herstellung der Sprengstoffe Hexogen, Oktogen, Dinitrohexamin und HMTD. Als solcher unterliegt es der Verordnung (EU) Nr. 2019/1148 über die Vermarktung und Verwendung von Ausgangsstoffen für Explosivstoffe (Anhang II).^[12]

Synthese von Hexogen aus Methenamin

In der Gießereitechnik wird es zusammen mit Phenolharz als Harz-Härter-System für das Maskenformverfahren zur Herstellung von Formschalen und Hohlkernen verwendet.

Eine weitere Verwendung ist die Neutralisation saurer Nebenprodukte bei der Synthese des chemischen Kampfstoffes Sarin, weswegen der Nachweis von Hexamin (= Hexamethylentetramin) in Kampfgebieten als ein Indiz für einen Sarineinsatz gelten kann.^[13][14]

Medizinisch findet Hexamethylentetramin (Freiname: Methenamin) Verwendung gegen übermäßige Transpiration, z. B. an den Händen, Füßen oder Achseln (Handelsname: Antihydral, fettfreie Paste^[15]).^[16][17] In seiner Verwendung als Desinfizienz bei Harnwegsinfekten wurde Methenamin (Urotropin) durch Antibiotika verdrängt.^[8] Die Wirkung beruht auf der Abspaltung von Formaldehyd in saurem Milieu, weswegen es mit harnansäuernden Substanzen (Camphersäure, Anhydromethylencitronensäure u. a.) kombiniert wurde.^[18]