Denatoniumbenzoat

Strukturformel
Allgemeines
Name	Denatoniumbenzoat
Andere Namen	N-Benzyl-2-[(2,6-dimethylphenyl)amino]-N,N-diethyl-2-oxoethanaminiumbenzoat (IUPAC) Benzyldiethyl(2,6-xylylcarbamoyl)-methylammoniumbenzoat Bitrex® Aversion®
Summenformel	C21H29N2O · C7H5O2
Kurzbeschreibung	weißes, geruchloses Pulver[1]
Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer 3734-33-6 EG-Nummer 223-095-2 ECHA-InfoCard 100.020.996 PubChem 19518 ChemSpider 18392 Wikidata Q414815
Eigenschaften
Molare Masse	446,58 g·mol−1
Aggregatzustand	fest[1]
Schmelzpunkt	163–170 °C[1]
Löslichkeit	löslich in Wasser (45 g·l−1 bei 20 °C)[1]
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung[1] Gefahr H- und P-Sätze H: 302​‐​332​‐​318 P: 264​‐​270​‐​273​‐​301+312​‐​501[2]
Toxikologische Daten	584 mg·kg−1 (LD50, Ratte, oral)[3]
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

Denatonium, als Denatoniumbenzoat oder Denatoniumsaccharinat erhältlich, ist die bitterste bekannte Substanz (Bitterstoff). Entdeckt wurde Denatonium 1958 von dem schottischen Chemiker J. R. Smith bei der Suche nach Wirkstoffen für örtliche Betäubungen.^[4]

Struktur und Eigenschaften

Denatonium ist eine quartäre Ammoniumverbindung und ein Derivat des Lokalanästhetikums Lidocain, das mit einer Benzylgruppe am Amin-Stickstoff quaterniert wurde. Als Anion wird häufig Benzoesäure oder Saccharin verwendet.

Lösungskonzentrationen von 10 ppm haben einen für Menschen unerträglichen bitteren Geschmack. Die Salze von Denatonium sind gewöhnlich farb- und geruchlos, werden aber in der Regel nur als Lösungen im Handel angeboten.^[5]

Denatoniumbenzoat in Lösung reagiert empfindlich auf Natriumhypochlorit und lässt sich darüber inaktivieren.^[6]

Synthese

Denatonium kann durch Quaternisierung von Lidocain, einem beliebten Anästhetikum, mit Benzylhalogeniden erhalten werden. Es wurde erstmals 1963 durch Reaktion von Benzylchlorid oder Benzylbromid mit Lidocain synthetisiert. Acetonitril kann als Lösungsmittel und Kaliumiodid als Katalysator verwendet werden. Um andere Salze, wie das Benzoat, zu erhalten, wird das gebildete Denatoniumchlorid oder Denatoniumbromid einer Anionenaustauschreaktion mit Natriumbenzoat in Ethanol oder Natriumhydroxid unterzogen, und das resultierende Denatoniumhydroxid wird mit Benzoesäure neutralisiert.^[4][7]

Anwendungen

Der bittere Geschmack des Denatoniumbenzoats ist ausschlaggebend für seine Anwendungsgebiete. Es wird benutzt, um Ethanol zu vergällen, so dass der Alkohol nicht mehr für den menschlichen Genuss geeignet ist. Dadurch lässt sich eine Befreiung von der Alkoholsteuer erreichen. Andere Alkohole werden ebenfalls mit Denatonium versetzt, um gesundheitliche Schäden durch versehentlichen oder absichtlichen Genuss zu unterbinden, die Aufnahme von Methanol kann ansonsten zum Tod oder zur Erblindung führen.

Denatonium wird dazu benutzt, versehentliches Schlucken von gesundheitsschädlichen Flüssigkeiten durch Kleinkinder zu unterbinden. So findet Denatonium in Lösungsmitteln, Reinigungsmitteln, Shampoos, Seifen, Spielmodulen der Spielekonsole Nintendo Switch^[8] sowie in Nagellack gegen das Fingernägelkauen Verwendung.^[5]

Über langfristige Gesundheitsgefahren liegen keine Erkenntnisse vor.

Denatonium wirkt bei einigen Tieren anders als beim Menschen. So kann davon ausgegangen werden, dass Ratten den Bitterstoff in den üblichen Konzentrationen kaum wahrnehmen. Daher kann Rattengift aus Sicherheitsgründen ebenfalls mit Denatonium versetzt werden und schützt so Menschen und andere Tiere vor versehentlicher Aufnahme des Giftes. Allerdings gibt es auch Katzen, die dabei beobachtet wurden, wie sie die Giftköder fraßen. Bei ihnen wird ein Gendefekt vermutet, aufgrund dessen sie den Bitterstoff ebenfalls nicht wahrnehmen konnten. Dagegen ist es als Verbissschutz für Holzzäune in der Pferde- und Rinderhaltung üblich.

Einzelnachweise

1. ↑ ^{a b c d e} Eintrag zu Denatoniumbenzoat in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 20. Januar 2022. (JavaScript erforderlich)
2. ↑ Datenblatt Denatoniumbenzoat bei Sigma-Aldrich, abgerufen am 23. Mai 2022 (PDF).Vorlage:Sigma-Aldrich/Name nicht angegeben
3. ↑ Eintrag zu Denatonium benzoate in der ChemIDplus-Datenbank der United States National Library of Medicine (NLM) (Seite nicht mehr abrufbar, Inhalt nun verfügbar via PubChem ID 19518)
4. ↑ ^{a b} Arnold Willmes: Taschenbuch chemische Substanzen, Verlag Harri Deutsch, 2007, ISBN 978-3-8171-1787-1, S. 8 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
5. ↑ ^{a b} Klaus Roth: Chemische Delikatessen. ISBN 978-3-527-31984-8.
6. ↑ Assessment of the efectiveness of denatonium benzoate (Bitrex) removal from denatured spirit preparations using sodium hypochlorite. Abgerufen am 25. August 2021 (englisch). 
7. ↑ Witold Stachowiak, Marcin Wysocki, Michał Niemczak: “Bitter” Results: Toward Sustainable Synthesis of the Most Bitter Substances, Denatonium Saccharinate and Denatonium Benzoate, Starting from a Popular Anesthetic, Lidocaine. In: Journal of Chemical Education. Band 99, Nr. 4, 12. April 2022, S. 1604–1611, doi:10.1021/acs.jchemed.1c00995. 
8. ↑ https://www.polygon.com/2017/3/1/14784140/nintendo-switch-cartridges-taste-awful-psa