Diethylether oder Diäthyläther ist der wichtigste Vertreter der organisch-chemischen Stoffklasse der Ether. Deren Name ist eine Verallgemeinerung der 1730 eingeführten Bezeichnung Ether oder Äther für die hier behandelte Verbindung. Diese wurde aufgrund der Herstellung aus Ethanol und Schwefelsäure auch Schwefeläther (lateinisch Aether sulfuricus) genannt, wobei seit etwa 1800 bekannt ist, dass Diethylether keinen Schwefel enthält.August Sigmund Frobenius, An account of a spiritus vini æthereus, together with several experiments tried therewith. In: Philosophical Transactions of the Royal Society of London. Band 36, 1730, pp. 283–289Encyclopædia Britannica. 11. Ausgabe. Band 9, Cambridge University Press, 1911, S. 806, s. v. Ether.
Diethylether bildet eine farblose, leichtbewegliche, süßlich riechende, brennend schmeckende, hochentzündliche Flüssigkeit. Diese ist sehr flüchtig und findet Verwendung als Lösungsmittel, in der Medizin, als Rauschmittel und als Starthilfespray zum Anlassen von Verbrennungsmotoren.
Geschichte Angeblich soll der spanische Alchemist Raimundus LullusH. Orth, I. Kis: Schmerzbekämpfung und Narkose. In: Franz Xaver Sailer, Friedrich Wilhelm Gierhake (Hrsg.): Chirurgie historisch gesehen. Anfang – Entwicklung – Differenzierung. Dustri-Verlag, Deisenhofen bei München 1973, ISBN 3-87185-021-7, S. 1–32, hier: S. 24. erstmals Äther im 13. Jahrhundert beschrieben haben. Die erstmalige Herstellung unter der Bezeichnung „süßes Vitriol“ erfolgte möglicherweise durch den Arzt Valerius Cordus (1535) aus Umsetzung von Alkohol mit aus destilliertem VitriolGuy K[asten] Tallmadge: The third part of the „De extractione“ of Valerius Cordus. In: Isis. 7, 1925, S. 394–411. hergestellter Schwefelsäure, wiederentdeckt um 1730Frobenius: An Account of a Spiritus Vini Æthereus, together with Several Experiments Tried Therewith: By Dr. Frobenius, F. R. S. In: Philosophical Transactions of the Royal Society of London. 36, 1729–1730, S. 283–289, doi:10.1098/rstl.1729.0045. von August Sigmund Frobenius in London, der ihn als Spiritus vini aethereus bezeichnete, worauf der Name „Äther“ für das Narkose- und Lösungsmittel zurückgeht. Paracelsus soll, wie er 1540Uniklinikum Saarland: . schrieb, die betäubende Wirkung des Äthers im Tierversuch mit Hühnern erkannt haben.Christoph Weißer: Äthernarkose. In: Werner E. Gerabek, Bernhard D. Haage, Gundolf Keil, Wolfgang Wegner (Hrsg.): Enzyklopädie Medizingeschichte. De Gruyter, Berlin / New York 2005, ISBN 3-11-015714-4, S. 16. Mediziner wie James Currie oder Philippe Pinel empfahlen Ende des 18. Jahrhunderts Einatmungen von Äther bei Asthma oder Diphtherie.Georg Fischer: Chirurgie vor 100 Jahren. Historische Studie. [Gewidmet der Deutschen Gesellschaft für Chirurgie]. Verlag von F. C. W. Vogel, Leipzig 1876; Neudruck mit dem Untertitel Historische Studie über das 18. Jahrhundert aus dem Jahre 1876 und mit einem Vorwort von Rolf Winau: Springer-Verlag, Berlin / Heidelberg / New York 1978, ISBN 3-540-08751-6, S. 379. Auf sogenannten Ether frolics wurde Äther (wie auch Lachgas) von jungen Leuten zur Belustigung eingeatmet. Der erste Einsatz zur modernen Narkose bzw. Anästhesie erfolgte 1842 durch Crawford W. Long. Auch Horace Wells wandte bereits 1844 neben Lachgas auch Äther als Narkosemittel an. Berühmt wurden allerdings Charles Thomas Jackson als Entdecker und vor allem William Thomas Green Morton als Begründer der modernen Äthernarkose.H. Orth, I. Kis: Schmerzbekämpfung und Narkose. In: Franz Xaver Sailer, Friedrich Wilhelm Gierhake (Hrsg.): Chirurgie historisch gesehen. Anfang – Entwicklung – Differenzierung. Dustri-Verlag, Deisenhofen bei München 1973, ISBN 3-87185-021-7, S. 9–12 (Äther). Eine frühe deutsche Veröffentlichung zur Ätheranästhesie erfolgte durch Johann Friedrich Dieffenbach.J. F. Dieffenbach: Der Ather gegen den Schmerz. Berlin 1847.
Herstellung Diethylether (genannt auch EthyletherVgl. auch Howard W. Haggard: The Absorption, Distribution, and Elimination of Ethyl Ether. In: Journal of Biological Chemistry. Band 59, (April) 1924, S. 737–802.) lässt sich aus Ethanol und konzentrierter Schwefelsäure unter Wasserabspaltung herstellen, wobei portionsweise der Alkohol zur Schwefelsäure gegeben und das Produkt destillativ aus dem Reaktionsgemisch abgetrennt wird. Bei dieser sauren Veretherung bildet sich erst Ethylschwefelsäure in einer Kondensationsreaktion:
Das Alkylsulfat setzt sich mit Ethanol zu Diethylether um, die Schwefelsäure wird wieder freigesetzt:
Hauptquelle für Diethylether ist heute die Synthese von Ethanol aus Ethen, bei der Diethylether als Nebenprodukt auftritt. Im ersten Schritt bildet sich auch hier Ethylschwefelsäure:
Hydrolyse des Zwischenprodukts führt zu Ethanol, ein Teil des Ethanols reagiert – wie oben bei der Synthese aus Ethanol – mit Ethylschwefelsäure zu Diethylether.
Eigenschaften Chemische und physikalische Eigenschaften Diethylether ist bei Raumtemperatur eine farblose, leichtbewegliche, süßlich riechende, brennend schmeckende, leicht flüchtige und hochentzündliche Flüssigkeit, davon abgesehen aber sehr reaktionsträge. Seine Dämpfe sind schwerer als Luft. Durch Einwirkung von Licht in Anwesenheit von Luft-Sauerstoff bilden sich jedoch organische Peroxide, die leicht und explosionsartig zerfallen können. Darum wird Ether in dunklen Flaschen aufbewahrt. Um eine Ansammlung von Peroxiden zu vermeiden, kann Diethylether über Kaliumhydroxid gelagert werden. Die Peroxide bilden dann schwerlösliche Kaliumperoxide. Dennoch muss vor Verwendung (Destillation) auf das Vorhandensein von Peroxiden geprüft werden. Diese Peroxide können durch Schütteln mit einer 5%igen Eisen(II)-sulfatlösung in Wasser entfernt werden. Es wurde bereits vorgeschlagen, die Peroxidbildung durch die Zugabe von Naphtholen, Polyphenolen, aromatischen Aminen oder Aminophenolen vorzubeugen.
Sicherheitstechnische Kenngrößen Diethylether bildet leicht entzündliche Dampf-Luft-Gemische. Die Verbindung hat einen Flammpunkt von −40 °C. Der Explosionsbereich liegt zwischen 1,7 Vol.‑% (50 g/m³) als untere Explosionsgrenze (UEG) und 39,2 Vol.‑% (1210 g/m³) als obere Explosionsgrenze (OEG).E. Brandes, W. Möller: Sicherheitstechnische Kenngrößen – Band 1: Brennbare Flüssigkeiten und Gase, Wirtschaftsverlag NW – Verlag für neue Wissenschaft GmbH, Bremerhaven 2003. Entsprechend der Dampfdruckfunktion ergibt sich ein unterer Explosionspunkt von −45 °C. Der maximale Explosionsdruck beträgt 10 bar. Die Grenzspaltweite wurde mit 0,87 mm bestimmt. Es resultiert damit eine Zuordnung in die Explosionsgruppe IIB. Mit einer Mindestzündenergie von 0,19 mJ sind Dampf-Luft-Gemische extrem zündfähig.Hsu-Fang Chen, Chan-Cheng Chen: A quantitative structure activity relationship model for predicting minimum ignition energy of organic substance in J. Loss Prev. Proc. Ind. 67 (2020) 104227, . Die Zündtemperatur beträgt 175 °C. Der Stoff fällt somit in die Temperaturklasse T4.
Pharmakologische Eigenschaften Das Einatmen der Dämpfe hat in kleinen Dosen eine betäubende Wirkung und macht müde und schläfrig. In hohen Konzentrationen wirkt Diethylether narkotisierend. Diethylether hat eine hohe Blut-/Gaslöslichkeit, was sowohl die Einleitung als auch die Erholung von der Narkose relativ langsam macht. Nebenwirkungen beim Einatmen sind Reizungen der Schleimhäute und Bronchien und Erbrechen, beim Trinken Magenschleimhautentzündung. Diese Nebenwirkungen verlangsamen die inhalative Aufnahme zusätzlich, was zu längeren Einleitungszeiten führt (15–25 Minuten bis zum Erreichen einer tiefen Narkose).
Reizwirkung und Geruchsbelästigung sind die kritischen Wirkungen von Diethylether in geringen Dosen. Bei 5-minütiger Exposition berichteten Probanden über nasale Reizwirkungen ab 200 ml/m3. Systemische Wirkungen (Schwindel) für den Menschen sollen ab 2000 ml/m3 zu erwarten sein. Als Anästhetikum werden beim Menschen Konzentrationen von 180.000 bis 200.000 ml/m3 zur Einleitung der Narkose und 19.200 ml/m3 als Erhaltungskonzentration verwendet.
Bei Inhalation wird Diethylether im Körper schnell resorbiert und zu ca. 90 Prozent über die Atemluft unverändert wieder ausgeschieden. Nicht ausgeschiedener Diethylether wird durch eine Cytochrom-P450-abhängige Monooxygenase zum Hydroxy-Diethylether und danach mithilfe einer Desalkylierung zu Ethanal und Ethanol umgesetzt.C. P. Chengelis, R. A. Neal: Microsomal metabolism of diethyl ether. In: Biochemical pharmacology. Band 29, Nummer 2, Februar 1980, S. 247–248, PMID 6767481.
Verwendung Gebrauch in der Medizin Diethylether wurde von John Collins Warren 1805 in Form der Ätherinhalation bei Patienten mit Lungenentzündung im Endstadium angewendet und war früher verbreitet als Stärkungsmittel (Hoffmannstropfen). 1818 soll Michael Faraday die einschläfernde Wirkung des Schwefeläthers beschrieben haben.[Anonym]: Effects of inhaling the vapour of sulphuric ether. In: Journal of science and the arts. Band 4, 1818, S. 158–159 (online).[Anonym]: Inhalation of the vapour of ether in 1818. In: Pharmaceutical journal and transactions. Band 6, 1847, S. 476 (online). Diethylether wurde seit 1846 (als ÄtherdampfVgl. John Gardner: On ether vapur, its medical and surgical uses. In: Lancet I. Band 14, 1847, S. 349 ff.) auch routinemäßig als Inhalationsnarkotikum bei der Narkose im Rahmen chirurgischer Eingriffe eingesetzt. Die erste dokumentierte Äthernarkose führte Crawford Williamson Long am 30. März 1842 durch, kurz nachdem der Chemiker William E. Clarke (* 1818) in Rochester/NY zur Behandlung eines kariösen Zahnes der Patientin Hobbie durch den Zahnarzt Elija Pope zur ZahnextraktionRichard J. Kitz, Leroy D. Vandam: A History and the Scope of Anesthetic Practice. In: Ronald D. Miller (Hrsg.): Anesthesia. 3 Bände. Churchill Livingstone, New York / Edinburgh / London / Melbourne 1981; 2. Auflage ebenda 1986, ISBN 0-443-08328-2, Band 1, S. 3–25, hier: S. 6. zum ersten Mal eine Äthernarkose beim Menschen durchgeführt hatte.Christoph Weißer: Äthernarkose. In: Werner E. Gerabek u. a. (Hrsg.): Enzyklopädie Medizingeschichte. De Gruyter, Berlin / New York 2005, ISBN 3-11-015714-4, S. 16. (Veröffentlicht wurde diese Anwendung jedoch erst im Dezember 1849Crawford W. Long: An Account of the First Use of Sulphuric Ether by Inhalation as an Anaesthetic in Surgical Operations. In: Southern Medical and Surgical Journal. Neue Folge, Band 5, Nr. 12, (Dezember) 1849, S. 705–713 (Der Text ist vollständig in Boland (1950), S. 35–39, und in Albert Faulconer, Thomas Edward Keys (1965), S. 310–316, abgedruckt).). Deshalb wird in den USA seit 1991 der 30. März jährlich als Doctor’s Day zelebriert. Wenige Jahre später wurde am 16. Oktober 1846 die erste öffentliche Äthernarkose von William Thomas Green Morton im Massachusetts General Hospital in Boston bei einer chirurgischen Operation ausgeführt.Der Zahnarzt, der die Narkose erfand. In: Süddeutsche Zeitung, 13. September 2016. Morton hatte, einem Ratschlag von Charles Thomas Jackson folgend, der Versuche mit Äther an Hunden und sich selbst gemacht hatte, bereits Ende September 1846 die Narkose mit Schwefeläther bei einem Patienten durchgeführt.Ludwig Brandt, Karl-Heinz Krauskopf: „Eine Entdeckung in der Chirurgie“. 150 Jahre Anästhesie. In: Der Anaesthesist. Band 45, 1996, S. 970–975, hier: S. 972 f. Mit dem 16. Oktober 1846 (Ether Day genannter Beginn der Schwefeläthernarkose) verfügt die moderne Anästhesie über ein „offizielles Geburtsdatum“. Die Entdeckung der narkotisierenden Eigenschaften revolutionierte die Medizin und insbesondere die Chirurgie. Statt wie bisher nur unzureichend mit Spirituosen wie Whisky oder mit Opiaten betäubten Patienten, konnte man nun mit wesentlich mehr Zeit die besinnungslosen Patienten erheblich einfacher und vor allem ohne Schmerzen operieren.