Sulfurylfluorid

Strukturformel
Keile zur Verdeutlichung der räumlichen Struktur
Allgemeines
Name	Sulfurylfluorid
Andere Namen	Sulfuryldifluorid
Summenformel	SO2F2
Kurzbeschreibung	farbloses, geruchloses, giftiges Gas
Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer 2699-79-8 EG-Nummer 220-281-5 ECHA-InfoCard 100.018.437 PubChem 17607 ChemSpider 16647
Eigenschaften
Molare Masse	102,06 g·mol−1
Aggregatzustand	gasförmig
Dichte	4,63 kg·m−3
Schmelzpunkt	−135,8 °C
Siedepunkt	−55,4 °C
Dampfdruck	1,55 MPa (20 °C) 3,2 MPa (50 °C)
Löslichkeit	wenig löslich
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung aus Verordnung (EG) Nr. 1272/2008 (CLP), ggf. erweitert Gefahr H- und P-Sätze H: 280​‐​331​‐​373​‐​400 P: 260​‐​273​‐​304+340+315​‐​308+313​‐​403​‐​405
MAK	Österreich: 21 mg·m−3 Schweiz: 5 ml·m−3 bzw. 20 mg·m−3
Treibhauspotential	4732 (bezogen auf 100 Jahre)
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

Sulfurylfluorid ist ein farb- und geruchloses Gas, das als Insektizid bei Lebensmitteln wie Getreide, Nüssen, Schalen- und Trockenfrüchten verwendet wird. Des Weiteren dient es zur Bekämpfung von Holzschädlingen in Gegenständen, Räumen oder Gebäuden. Das Gas hat ein hohes Treibhauspotential.

Geschichte

Sulfurylfluorid wurde Anfang der 1950er-Jahre als Begasungsmittel zur Vernichtung von Holzschädlingen entwickelt und wird seit 1961 in den USA vertrieben.

Mit der Verabschiedung des Montreal-Protokolls im Jahr 1987 wurde der Einsatz des Schädlingsbekämpfungsmittels Methylbromid eingeschränkt, da es die Ozonschicht schädigt. Dadurch erweiterte sich der Einsatzbereich von Sulfurylfluorid, das keine Wirkung auf die Ozonschicht hat. Nach neueren atmosphärischen Messungen wird jedoch ein berechnetes Treibhauspotential von 4780 vermutet. 2015 betrug der Einsatz von Sulfurylfluorid in Hamburg 16,68 Tonnen. Laut angezeigten Begasungen wurden in Hamburg 2019 im Zusammenhang mit Holzexporten des Hamburger Hafens 203,65 Tonnen eingesetzt, was unter Berücksichtigung des Treibhauspotentials ca. 950.000 Tonnen CO₂-Äquivalenten entspricht. Im ersten Halbjahr 2020 betrug der Einsatz 102,22 Tonnen. Bei einer Begasung der Kirche St. Veit in Ursensollen kam es 2009 zu einem tödlichen Unfall.

Zulassung in Deutschland

Unter dem Handelsnamen ProFume erhielt Dow AgroSciences die Zulassung für Sulfurylfluorid durch das Bundesamt für Verbraucherschutz und Lebensmittelsicherheit (BVL). Diese erlaubte 2007 zunächst nur die Anwendung bei Trockenobst sowie zur Desinfektion leerer Mühlen und Räume. Eine zweite Zulassung 2009 umfasste auch die Behandlung von Nüssen, Walnüssen und Schalenfrüchten sowie für verschiedene Getreidearten, die in Lagern oder unter gasdichten Planen bis zur Weiterverarbeitung gelagert werden. 2012 erfolgte die Zulassung zur Schädlingsbekämpfung zur Behandlung von Laub- und Nadelholz, Holzpaletten und Packholz.

Anwendung	min. Reinheitsgrad	maximale Gaskonzentration pro Anwendung	maximale Gaskonzentration pro Jahr	Anwendungen pro Jahr	EU-Grenzwert Fluorid
leere Räume, Silos, Mühlen	99,4 %	128 g/m3	384 g/m3	3
Trockenobst	99,4 %	128 g/m3	384 g/m3	3	3 mg/kg
Getreide (Gerste, Hafer, Roggen, Triticale, Weizen)	99,4 %	128 g/m3	128 g/m3	1	2 mg/kg
Schalenobst (Nüsse)	99,4 %	128 g/m3	384 g/m3	3	25 mg/kg

Biologische Wirkung auf Lebewesen

Sulfurylfluorid setzt in biologischem Material Fluoridionen frei. Diese hemmen die Glykolyse und den Fettsäurezyklus in den Zellen der Zielspezies. Dem betroffenen Organismus fehlt somit die zum Überleben benötigte Energie.

Fluoridrückstände in Lebensmitteln

In der Zulassung des Bundesamtes für Verbraucherschutz und Lebensmittelsicherheit (BVL) wird angenommen, dass bei Anwendung die EU-Höchstwerte für Fluorid von 25 mg/kg für Nüsse und 3 mg/kg bei Trockenobst eingehalten werden könnten, jedoch wird darauf hingewiesen, dass bei einer „Ausweitung der Anwendung“ in Verbindung mit anderen Fluoridquellen wie z. B. Zahnpasta eine Neubewertung notwendig würde. Weiter warnt das BVL, dass nun unter Berücksichtigung aller Aufnahmepfade für Fluorid eine Überschreitung der maximal tolerierbaren Gesamtdosis nicht ausgeschlossen werden könne.

Erderwärmende Wirkung

Sulfuryldifluorid besitzt ein Treibhauspotential im Vergleich zur gleichen Masse CO₂ von 4780 bezogen auf 100 Jahre bei einer Verweilzeit von 36 Jahren in der Atmosphäre.

Im Hamburger Hafen steigen seit dem Jahr 2018 die Emissionen von Sulfuryldifluorid deutlich an (2017: 19 Tonnen, 2018: 51 Tonnen, 2019: 204 Tonnen). Der Grund dafür ist die Nutzung als Desinfektionsmittel beim Export von Holz. Die steigenden Emissionen wurden laut einem Bericht des Spiegel von Mitarbeitern der Hamburger Umweltbehörde bemerkt und an das Bundesumweltministerium gemeldet.

Gewinnung und Darstellung

Sulfurylfluorid kann dargestellt werden durch

• Umsetzung von Schwefeldioxid mit Fluor

$\mathrm {SO_{2}\ +\ F_{2}\ \longrightarrow \ \ SO_{2}F_{2}}$

• Zersetzung des Bariumsalzes der Fluorsulfonsäure

$\mathrm {Ba(SO_{3}F)_{2}\ \ {\xrightarrow {\Delta }}\ BaSO_{4}\ +\ SO_{2}F_{2}}$

• Metathese von Sulfurylchlorid mit Natriumfluorid

$\mathrm {SO_{2}Cl_{2}\ +\ 2\ NaF\ \longrightarrow \ \ SO_{2}F_{2}+\ 2\ NaCl}$

• Umsetzung von Bariumchlorid mit Fluorsulfonsäure

$\mathrm {BaCl_{2}\ +\ 2\ HSO_{3}F\longrightarrow \ Ba(SO_{3}F)_{2}\longrightarrow \ SO_{2}F_{2}\ +\ BaSO_{4}\ +\ 2\ HCl}$

• einwirken von Schwefel(IV)-oxid auf Silber(II)-fluorid in Analogie zum Carbonylfluorid

${\ce {2 AgF2 + SO2 -> SO2F2 + 2 AgF}}$

• Reaktion von Sulfurylchloridfluorid mit Kaliumfluorosulfit

${\ce {SO2ClF + KSO2F -> SO2F2 + KCl + SO2}}$

Eigenschaften

Physikalische Eigenschaften

Sulfurylfluorid

Sulfurylfluorid ist bisphänoid (verzerrt tetraedisch) aufgebaut, das Schwefelatom sitzt in der Tetraedermitte.

Chemische Eigenschaften

Laut WHO und EPA gehört Sulfurylfluorid zu den hochreaktiven Stoffen. Im Vergleich zu Sulfurylchlorid ist es jedoch reaktionsträger und thermisch stabiler. In Wasser tritt bis 150 °C keine signifikante Hydrolyse ein, bei basischen pH-Werten hydrolysiert es jedoch bereits bei Raumtemperatur zu Fluorid, Sulfat und Wasser. Der wichtigste Abbauweg in der Umwelt ist die Hydrolyse, die mit Halbwertszeiten (DT₅₀) zwischen wenigen Minuten und wenigen Tagen erfolgt.

pH	Temperatur	DT50
2	25 °C	5,3 d
7	25 °C	4,6 h
9	25 °C	2,8 min