Lewisit

Strukturformel
trans- und cis-Isomer
Allgemeines
Name	Lewisit
Andere Namen	2-Chlorvinyldichlorarsin Dichlor(2-chlorvinyl)arsin 2-Chlorvinylarsindichlorid 2-Chlorethylendichlorarsin Lewisit I
Summenformel	C2H2AsCl3
Kurzbeschreibung	ölige, farb- und geruchlose Flüssigkeit[1]
Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer 541-25-3 34461-56-8 (cis-Lewisit) 50361-05-2 (trans-Lewisit) PubChem 5372798 Wikidata Q407502
Eigenschaften
Molare Masse	207,32 g·mol−1
Aggregatzustand	flüssig
Dichte	1,8793 g·cm−3 (25 °C, trans-Isomer)[2] 1,8598 g·cm−3 (25 °C, cis-Isomer)[2]
Schmelzpunkt	−2,4 °C (trans-Isomer)[3] −44,7 °C (cis-Isomer)[1]
Siedepunkt	196,6 °C (Zersetzung, trans-Isomer)[2] 169,8 °C (Zersetzung, cis-Isomer)[1]
Dampfdruck	53 Pa (trans-Isomer, 25 °C)[4] 208 Pa (cis-Isomer, 25 °C)[4]
Löslichkeit	0,5 g·l−1 in Wasser (20 °C)[4] löslich in Ethanol, Halogenalkanen und Benzin[4]
Brechungsindex	1,6076 (25 °C, trans-Isomer)[2] 1,5859 (25 °C, cis-Isomer)[2]
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung aus Verordnung (EG) Nr. 1272/2008 (CLP),[5] ggf. erweitert[1] Gefahr H- und P-Sätze H: 331​‐​301​‐​410 P: ?
Toxikologische Daten	6 ppm (LCLo, Mensch, inh., 30 M)[6] 37,6 mg·kg−1 (LDLo, Mensch, perkutan)[7]
Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen (0 °C, 1000 hPa). Brechungsindex: Na-D-Linie, 20 °C

Lewisit, auch Lewisit I genannt, ist eine chlorhaltige organische Arsenverbindung, deren hautschädigende Wirkung beim Einsatz als chemische Waffe den Losten ähnelt. Die Substanz bewirkt ein starkes Brennen der Haut mit Blasenbildung. Lewisit wurde nach dem amerikanischen Chemiker Winford Lee Lewis (1878–1943) benannt, der es wiederentdeckte, nachdem er auf die Dissertation von Julius Arthur Nieuwland (1878–1936) aufmerksam gemacht worden war. Unter Soldaten trug es den Beinamen Tau des Todes.

Es existieren mit dem trans-Lewisit und dem cis-Lewisit (auch Isolewisit genannt) zwei Konfigurationsisomere.

Winford Lee Lewis stellte die Substanz 1918 durch Reaktion von Arsentrichlorid (AsCl₃) mit Ethin (Acetylen) in Anwesenheit von Chlorwasserstoff in einer Quecksilber(II)-chlorid-Lösung (HgCl₂) her:

A s C l 3 + H C ≡ C H   → H C l H g C l 2   C l 2 A s − C H = C H C l {\displaystyle \mathrm {AsCl_{3}+HC{\equiv }CH\ {\xrightarrow[{HCl}]{HgCl_{2}}}\ Cl_{2}As{-}CH{=}CHCl} }

Als Nebenprodukte entstehen noch β-Lewisit (2,2′-Dichlordivinylarsinchlorid) und γ-Lewisit (1,1′,1′′-Trichlortrivinylarsin).^[4]

• 
  Lewisit II / β-Lewisit
  (2,2′-Dichlordivinylarsinchlorid)^[8]
• 
  Lewisit III / γ-Lewisit
  (1,1′,1′′-Trichlortrivinylarsin)^[9]

Lewisit wurde erstmals 1903 von Julius Nieuwland im Rahmen seiner Promotion an der Katholischen Universität von Amerika hergestellt und als giftige Substanz beschrieben. 1917 wurde während des Ersten Weltkriegs an der Universität eine Forschungsgruppe für chemische Kampfstoffe geschaffen. Ihr Auftrag unter ihrem Leiter Winford Lee Lewis war die Erforschung eines arsenhaltigen Hautkampfstoffs als Gegenstück zum von Deutschland entwickelten Senfgas. Lewis griff auf Nieuwlands Forschungen zurück und wurde der Namensgeber des Kampfstoffs. Die großchemische Herstellung wurde von James Bryant Conant angeleitet. 1918 wurde Lewisit nach Europa verschifft,^[10] kam aber nicht mehr zum Einsatz.^[11]

Nach dem Ersten Weltkrieg wurde Lewisit in der US-amerikanischen Presse als bahnbrechende Erfindung der eigenen Seite dargestellt, die der deutschen Erfindung Senfgas überlegen gewesen sei. In Fachkreisen wurde sowohl in den USA als auch im deutschsprachigen Raum seine Eignung zum militärischen Kampfstoff kontrovers diskutiert. Ein internes Handbuch der US-Armee aus der Zwischenkriegszeit sah die Einsatzmöglichkeit nur bei sehr heißer und trockener oder sehr kalter Witterung gegeben. Während des Zweiten Weltkriegs wurden von den USA rund 22.000 t hergestellt. Im Verlauf des Krieges führten die USA erneut umfangreiche Tests durch, welche zeigten dass sich Lewisit nicht für damalige militärische Zwecke eignete. Es gelang nicht, ausreichende Kampfstoffkonzentration in der Dampfphase zu erreichen, um mehr als eine irritative Wirkung unter Gefechtsbedingungen zu erzielen. Infolgedessen wurde die Produktion des Stoffs in den Vereinigten Staaten 1943 eingestellt.^[10]

Zwischen den beiden Weltkriegen wurde es auch in der Sowjetunion und Japan produziert. Teilweise wurde es als Kampfstoffgemisch zusammen mit Senfgas als Mustard-Lewisite (HL) eingesetzt für eine schnellere Wirkung und um den Gefrierpunkt des Senfgases herabzusetzen. Lewisit ist volatiler als Senfgas und reagiert empfindlicher auf Feuchtigkeit, wirkt aber schneller und unmittelbarer als Senfgas.^[11] In der Sowjetunion wurde Ende der 1950er Jahre die Produktion eingestellt. Japan produzierte im Zweiten Weltkrieg ebenfalls Lewisit und hatte Bestände im besetzten China vergraben, die 2006 wiederentdeckt wurden.^[12] Lewisist wurde oft in Verbindung mit Senfgas von der Armee Japans bei der Eroberung der Mandschurei und im Zweiten Japanisch-Chinesischen Krieg regelmäßig gegen chinesische Truppen und Zivilisten eingesetzt.^[10][13]

Das cis-, das trans-Isomer bzw. das Isomerengemisch sind ölige, farb- und geruchlose Flüssigkeiten^[4], die sich beim Kontakt mit Wasser zersetzen. Die Dämpfe sind sehr viel schwerer als Luft. Hinsichtlich der physikalischen Eigenschaften unterscheiden sich die Isomere stark. Das cis-Isomer besitzt einen wesentlich niedrigeren Schmelz- und Siedepunkt. Es ist wegen des höheren Dampfdrucks leichter flüchtig als das trans-Isomer. Die Dampfdruckkurve für das cis-Isomer ergibt sich nach lgp = 8,4131 − 2450,2/T, die des trans-Isomers nach lgp = 48660 − 13297·lgT − 4815,3/T (p in Torr, T in K).^[2]

Die Aufnahme des Giftes kann über Haut, Atemwege und Magen-Darm-Trakt erfolgen. Lewisit reagiert mit den Thiolgruppen von Proteinen und stört somit, soweit Enzyme betroffen sind, massiv den Stoffwechsel. Ähnlich wie die Loste reagiert es auch mit DNA-Molekülen, indem diese alkyliert werden.^[14] Auf der Haut erzeugt Lewisit sofort ein starkes Brennen, nach 30 Minuten Erytheme; nach 12 Stunden werden daraus scharf begrenzte, oberflächliche Blasen, bis zu tiefen schmerzhaften Nekrosen.^[1][11.1]

Als Gegenmittel kann Dithioglycerin (andere Bezeichnungen sind BAL, British Anti Lewisite, Dimercaprol bzw. 2,3-Dimercaptopropanol) verwendet werden. Dithioglycerin bindet Lewisit oder setzt an Proteine gebundenes Lewisit wieder frei.^[14] Auf Grund seiner toxischen Wirkung kann Dithioglycerin nur auf der Haut und nicht systemisch verwendet werden. BAL wird in einem dünnen Film auf die Haut aufgetragen und sollte mindestens fünf Minuten dort verweilen. Es kann selbst stechende und juckende Hautreizungen verursachen. Diese klingen jedoch zuverlässig binnen einer Stunde ab. Zur systemischen Anwendung kann das für Schwermetallvergiftungen zugelassene Medikament Dimercaptopropansulfonsäure verwendet werden. Eine systemische Behandlung sollte bei Husten, Atemnot oder anderen Zeichen eines Lungenödems erfolgen. Ebenso bei einer Hautläsion größer als 1 % der Körperoberfläche, die nicht binnen 15 Minuten dekontaminiert wurde oder Flächen größer 5 % mit Zeichen eines direkten Hautschadens oder einer Hautrötung binnen 30 Minuten nach Kontakt.^[15]

Lewisite werden als Chemikalien der Liste 1 der internationalen Chemiewaffenkonvention (auch Chemiewaffenübereinkommen, CWÜ)^[16] von der hierfür zuständigen Behörde OPCW mit Sitz in Den Haag kontrolliert. Die Entwicklung oder der Besitz zu Zwecken, die nicht ausschließlich der Forschung zur Verteidigung gegen diese Substanzen dienen, ist verboten. In Deutschland muss jeder Umgang mit Chemikalien der Liste 1 – ausgenommen im Geschäftsbereich des Bundesministeriums der Verteidigung – vom Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA) genehmigt werden und in Abhängigkeit von der ausgeübten Tätigkeit der OPCW gemeldet werden.^[17]

• Liste chemischer Kampfstoffe

Commons: Lewisit – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

• Haas, R. et al.: Chemisch-analytische Untersuchung von Arsenkampfstoffen und ihren Metaboliten, UWSF – Z Umweltchem Ökotox; 10 (1998), 289–293; PDF (freier Volltextzugriff)

1. ↑ ^{a b c d e} Eintrag zu Chlorvinyldichlorarsin in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 16. Februar 2017. (JavaScript erforderlich)
2. ↑ ^{a b c d e f} Whiting, G.H.: Some physicochemical properties of cis-2-chlorovinyldichloroarsine in J. Chem. Soc. 1948, 1209–1210, doi:10.1039/JR9480001209.
3. ↑ Lebedev, B.V.; Kulagina, T.G.; Cheremukhina, A.A.; Karataev, E.N.: Russian J. Gen. Chem. 66 (1996) 880-885.
4. ↑ ^{a b c d e f} Eintrag zu Lewisit. In: Römpp Online. Georg Thieme Verlag, abgerufen am 5. November 2011.
5. ↑ Nicht explizit in Verordnung (EG) Nr. 1272/2008 (CLP) gelistet, fällt aber mit der angegebenen Kennzeichnung unter den Gruppeneintrag Arsenverbindungen, mit Ausnahme der namentlich in diesem Anhang bezeichneten in der Datenbank ECHA CHEM der Europäischen Chemikalienagentur (ECHA), abgerufen am 1. Februar 2016. Hersteller bzw. Inverkehrbringer können die harmonisierte Einstufung und Kennzeichnung erweitern.
6. ↑ National Technical Information Service. PB214-270.
7. ↑ A. P. Watson, G. D. Griffin: Toxicity of vesicant agents scheduled for destruction by the Chemical Stockpile Disposal Program. In: Environmental health perspectives. Band 98, November 1992, S. 259–280, doi:10.1289/ehp.9298259, PMID 1486858, PMC 1519623 (freier Volltext) (Review).
8. ↑ Externe Identifikatoren von bzw. Datenbank-Links zu 2,2′-Dichlordivinylarsinchlorid: CAS-Nr.: 40334-69-8, PubChem: 5368106, Wikidata: Q55690543.
9. ↑ Externe Identifikatoren von bzw. Datenbank-Links zu 1,1′,1′′-Trichlortrivinylarsin: CAS-Nr.: 40334-70-1, PubChem: 5352143, Wikidata: Q55690530.
10. ↑ ^{a b c} Joel A. Vilensky & Pandy R. Sinish (2004): The Dew of Death. Bulletin of the Atomic Scientists, Vol. 60, No. 2, pp. 54-60, DOI:10.2968/060002016
11. ↑ ^{a b} Robin Black: Development, Historical Use and Properties of Chemical Warfare Agents. =Band 1: Fundamental Aspects. In: Franz Worek u. a. (Hrsg.): Chemical Warfare Technology (= Issues in toxicology. Nr. 26). Royal Society of Chemistry, Cambridge 2016, ISBN 978-1-84973-969-6, S. 16 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche). 
    1. ↑ Nach anderen Angaben bilden sich Blasen in wenigen Stunden.
12. ↑ NTI: Abandoned Chemical Weapons (ACW) in China (Memento vom 29. September 2011 im Internet Archive).
13. ↑ OPCW: Practical Guide for Medical Management of Chemical Warfare Casualties. Den Haag, 2016, S. 142
14. ↑ ^{a b} wissenschaft-online: Eintrag zum Lewisit im Lexikon der Biologie/Chemie.
15. ↑ OPCW: Practical Guide for Medical Management of Chemical Warfare Casualties. Den Haag, 2016, S. 60f
16. ↑ Chemikalien der Liste 1 (Memento vom 9. April 2013 im Internet Archive) beim Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA), abgerufen am 15. Januar 2013.
17. ↑ Chemiewaffenübereinkommen: Informationsangebot zum Chemiewaffenübereinkommen (CWÜ) beim Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA), abgerufen am 15. Januar 2013.