Einer der vielen Gründe für die Möglichkeit, einen Krieg wie den gegen den Irak 2003 und vielleicht auch gegen Nordkorea überhaupt zu beginnen, ist sicherlich auch die international betriebene illegale Aufrüstung der entsprechenden Länder, die dann mit den Waffen herumfuchteln. Die Frage ist stets die gleiche: Warum merkt es denn keiner? Warum schreitet keine Behörde ein und verhindert den Export von Chemikalien und dem zugehörigen technischem Know-how ? Wo bleibt die Verantwortung der beteiligten Naturwissenschaftler? Ganz besonders wegen der chemischen Kampfstoffe ist wie auch im ersten Golfkrieg 1990 die deutsche Industrie ins Gerede geraten.

Aufrüstung beinhaltet nicht nur eine technische Rüstungsspirale, sondern auch eine wissenschaftliche. Was da so geforscht wird, ist für den Außenstehenden kaum vorstellbar. Dieses Können und Wissen muss natürlich vermarktet werden. Die moralische Beurteilung wird dadurch erschwert, dass man das meiste genauso zivil wie auch militärisch nutzen kann. Die schmale Zone zwischen ziviler und militärischer Nutzung ist kaum zu definieren. Das oft gehörte Stichwort hierzu ist Dual Use.

Wie einfach die Methoden zur Herstellung von Spreng- und chemischen Kampfstoffen sind und wie leicht sich man die Edukte, d. h. die Ausgangsstoffe zur Synthese beschaffen kann, wird an vier typischen Beispielen gezeigt. Zuvor soll aber ein allgemeiner Überblick gegeben werden.

Über die Synthese von Spreng- und Kampfstoffen gibt die allgemein zugängliche Literatur ausführlich und zugleich wertfrei Auskunft. International bekannte Nachschlagewerke hierfür sind z. B. das legendäre, allen Chemiestudenten hinlänglich bekannte organisch-chemische Sammelwerk Houben-Weyl [1,2] oder Ullmanns Enzyklopädie der technischen Chemie [3]. Letztere informiert über alle Bereiche der Chemie. Man findet diese Werke in jeder Universitätsbibliothek, also auch in Bielefeld. Hier darf jeder Bürger ohne Formalitäten hineinschauen. Mittlerweile gibt es auch eine internationale Ausgabe.

Beim Studium der Methoden wird deutlich, dass die Ausgangssubstanzen zur Gewinnung von Spreng- und Kampfstoffen Allerwelts-Chemikalien sind, die in vielen Ländern in riesigem Tonnenmaßstab hergestellt werden. Grund ist, dass es sich bei den Kampfstoffen um möglichst billig herzustellende Massenchemikalien handeln muss. So fällt z. B. die häufige Verwendung von Chlor auf. Damit ist die Herstellung von chemischen Kampfstoffen neben der von Pestiziden (und seit dem 1. Weltkrieg auch von PVC) zu einer bedeutenden Chlorsenke der chemischen Industrie geworden. (Bemerkenswerterweise war das zu allererst eingesetzte Kampfgas reines Chlor, das der Chemieunternehmer und noch während des 1. Weltkriegs 1918 mit einem Nobelpreis geehrte Erfinder der Ammoniaksynthese, F. Haber, auf diese Weise entsorgen konnte.)

Der Nobelpreiträger Fritz Haber (1868-1934) regte 1915 den ersten Masseneinsatz von chemischen Waffen bei Ypern/Belgien an und erhielt 1919 den Nobelpreis für Chemie (nicht für den Frieden!) ausgehändigt

Die Beschaffung einer bestimmten chemischen Substanz begründet bislang noch keinen Verdacht. Erst die Kombination einer Reihe von Trivialsubstanzen lässt den Fachmann aufhorchen. Dagegen sind das mitgelieferte technische Know-how bzw. die Anlagen zur Herstellung am ehesten einzuschätzen.

Ein einfaches Beispiel: Wenn ein Land Grundchemikalien wie Glycerin, konzentrierte Schwefelsäure und Salpetersäure kauft, muss es sich noch nicht um Edukte für eine Sprengstoffherstellung handeln. Glycerin ist wichtig in der kosmetischen oder Waschmittel- sowie in der Lebensmittelindustrie (usw.); Schwefel- und Salpetersäure sind beispielsweise in der Farbenindustrie unverzichtbar. Wenn man aber beobachtet, dass zusätzlich automatische Mischanlagen geordert werden, die dazu noch in Fabriken mit weit auseinander liegenden, durch Wälle untereinander abgeschottete Anlagen eingebaut werden, so muss man annehmen, dass die Herstellung von Nitroglycerin das Ziel ist. Die umgesetzten Eduktmengen und damit die Anlagengröße geben darüber Aufschluss, ob das Nitroglycerin später als pharmazeutisch wichtiges Herzmittel oder als Sprengstoff Verwendung finden soll. (Übrigens: Eine Anleitung zur Herstellung von Nitroglycerin im Schulunterricht findet man im schulexperimentellen Klassiker von Bukatsch und Glöckner [4].)

Bei der Diskussion um Lieferung zur Kampfstofftechnologie wurde stets betont, dass es sich bei den mit Misstrauen registrierten chemischen Anlagen im Irak oder Lybien um Fabriken zur Herstellung von Insektiziden wie dem E 605 handele. Nun ist das E 605 allerdings chemisch mit den Nervengasen wie Sarin oder VX stark verwandt. Es liegt nahe anzunehmen, dass in solchen Werken auch diese schlimmste Art von chemischen Kampfstoffen hergestellt werden kann.

Der Unterschied zu den zivilgenutzten Pestiziden ist aber, dass die Giftigkeit der Nervengase um den Faktor 1000 größer ist. Die letale Dosis des Nervengases VX soll für den Menschen bei 0,4 mg liegen, während das E 605 "nur" eine letale Dosis von 100-200 mg aufweist. Außerdem ist E 605 wesentlich weniger flüchtig als die leicht verdampfende Flüssigkeit VX. Damit ist VX glücklicherweise besonders schwer zu handhaben, obwohl man es von den chemischen Vorgängen her beurteilt eigentlich relativ einfach herstellen könnte.

Chemische Werke, in denen Nervengase hergestellt werden sollen, benötigen folglich Hochsicherheitstrakte mit extremen Abdichtungen und Ausstattungen. Das muss ein Spezialist, der ein solches Werk plant oder begutachtet, einfach erkennen. Solche Ausrüstungen sind offensichtlich dennoch in den Irak geliefert worden. Kriminelle Energie findet immer einen Weg, Embargos zu unterlaufen.

Neuerdings kann das Risikopotential für den Hersteller von chemischen Kampfstoffen dadurch abgemildert werden, dass er sich der Binärtechnologie bedient. Hierbei werden zwei relativ gering toxische Vorstufen erst nach dem Abschuss oder Abwurf der Waffe gemischt. Innerhalb kürzester Zeit reagieren die Komponenten zu den gewünschten chemischen Kampfstoffen. Man kann sich leicht vorstellen, dass die Binärkomponenten ganz besonderen Handelskontrollen unterliegen müssen.

Synthesebeispiel 1: Sprengstoff Hexogen [3]
Hexogen (N-Trinitro-hexahydro-triazin) ist der zur Zeit wohl wichtigste Hochbrisanzsprengstoff. Er dient z. B. gemischt mit Aluminiumpulver oder mit TNT zu Hohlladungen geformt zur Bunker- oder Panzerbekämpfung.

Die zweistufige Synthese ist so einfach, dass man das sogar in einem Schullabor machen könnte. (Davon muss allerdings dringend abgeraten werden!)

1. Stufe:
Ausgangsstoffe für die Synthese der ersten Stufe sind Ammoniak und Formaldehyd. Diese reagieren in einer Bilderbuchreaktion zu Hexamethylentetramin.

Hexamethylentetramin ist ein weitverbreiteter Lebensmittelkonservierungsstoff, der allerdings wegen der Freisetzung von Allergien auslösendem Formaldehyd in Deutschland als Lebensmittelzusatz nicht mehr zugelassen ist. Dennoch ist dieser Stoff überall erhältlich. Man schätzt ihn z. B. in der Chemie unter der Bezeichnung Urotropin zur Einstellung eines schwach basischen Milieus. Vor einiger Zeit versuchte Lybien - erfolglos - einige zehn Tonnen davon zu erwerben. Begründung: Konservierung von Meeresfrüchten.

2. Stufe:
Hexamethylentetramin wird mit Salpetersäure HNO₃ oder einem Gemisch von Salpetersäure, Ammoniumnitrat NH₄NO₃ (einer Düngersubstanz) und Essigsäureanhydrid (CH₃CO)₂O (mit dem man z. B. aus Morphium Heroin herstellen kann, aber auch aus Cellulose den bekannten Kunststoff Celluloseacetat oder Acetatseide) versetzt. Dabei bildet sich bereits Hexogen.

Synthesebeispiel 2: Kampfstoff Lost [1]
Lost (genau: Schwefellost) oder Senfgas ist Bis-(2-chlorethyl)sulfid. Es wurde im 1. Weltkrieg von den Chemikern Lommel und Steinkopf hergestellt und nach ihnen benannt. Die Edukte für die Lost-Synthese gehören zu den meist genutzten Chemikalien der chemischen Industrie.

A. Verfahren nach Lommel und Steinkopf

Schwefeldichlorid SCl₂ (gewonnen durch Reaktion zwischen den Trivialsubstanzen Schwefel und Chlor) wird mit dem Erdölcrackprodukt Ethen, aus dem man z. B. auch Kunststoffe (Polyethylen) gewinnen kann, umgesetzt. Es bildet sich auf direktem Wege Lost.

Dabei entsteht allerdings auch eine große Menge an mindergiftigem Mono-(2-chlorethyl)hydrogensulfid (ClCH₂CH₂)SH. (Dass bei den meisten Kampfstoff- und Sprengstoffsynthesen nebenbei große Mengen an Nebenprodukten mit hohem toxischen Potential anfallen, ist ein großes Problem - auch nach dem Krieg. Davon künden Probleme wie etwa Bodenverseuchungen und ungeklärte Abfallrestanlagen in Espelkamp bei Minden, wo früher in der so genannten "Muna" Munition, TNT und Kampfstoffe hergestellt wurden. Aber auch in Munsterlager bei Celle hat man riesige Probleme, vor allem mit Arsenrückständen im Boden, die aus der Zeit der Herstellung von Kampfstoffen stammen. Hinzu kommendie Auswirkungen eines großen Explosionsunglücks nach dem Ersten Weltkrieg, bei dem große Mengen von gifthaltiger Munition weit über die Region verstreut wurden. All das muss heute mühsam entsorgt werden.)

B. Modernes Verfahren
Die Edukte für das zweistufige, nahezu quantitative Verfahren sind folgende Trivialchemikalien:

-	Natriumhydrogensulfid NaHS und Natronlauge, alternativ Schwefelwasserstoff und Natron- oder Kalilauge,
-	Ethylenoxid (CH2)2O (aus dem man bei ziviler Nutzung z. B. Kunststoffe wie Polyether oder Polyester herstellt),
-	Thionylchlorid SOCl2, ein Chlorierungsmittel, neben dem unten erwähnten Phosphortrichlorid PCl3 zivil wichtig bei der Herstellung der Säurechloride als Vorstufe von Polyestern wie dem PET (Polyethylenterephthalat) oder Polyamiden wie dem Nylon.

1. Stufe:
Zunächst werden zwei Mol Ethylenoxid durch alkalische Lösungen von Natrium- oder Kaliumhydrogensulfid zu Bis-(2-hydroxyethyl)sulfid umgesetzt.

Diese Hydroxykomponente darf dem Vernehmen nach bereits nicht mehr an einschlägige Kreise verkauft werden.

2. Stufe:
Das Bis-(2-hydroxyethyl)sulfid wird durch Erwärmen mit Thionylchlorid in benzolischer Lösung zu Lost chloriert:

Synthesebeispiel 3: Nervengas Sarin
Die Nervengase sind allesamt niedermolekulare Phosphorsäureester. Hier ist ein Überblick über die wichtigsten Stoffe.

Einige Phosphorsäureester: Die Insektizide E 605 (Parathion) (1) und Malathion (2) sowie die Kampfstoffe/Nervengase VX (3), Soman (4), Tabun (5) und Sarin (6)

Diese sind chemisch im Aufbau und in ihrer Wirkung als spezifische Hemmer des Synapsen-Enzyms Acetylcholinesterase eng verwandt mit zivilgenutzten Produkten wie dem E 605. Die gezielte Suche nach diesen Pflanzenschutzmitteln begann in Deutschland 1937. Offenbar haben die I.G. Farben-Chemiker (vor allem G. Schrader) vermutlich zuerst die Ultragifte Sarin und Tabun entwickelt. Ob sie dies zum Zwecke einer Kampfstoffentwicklung taten oder ob es eine zu extrem wirksame Variante eines geplanten Pflanzenschutzmittels war, lässt sich den zur Verfügung stehenden Quellen nicht ohne weiteres entnehmen. Immerhin haben die Bayer-Werke das Know-how dem Heereswaffenamt zu Kriegszwecken zur Verfügung gestellt. Das Pflanzenschutzmittel (Insektizid) E 605 wurde erst 1944 gefunden [7].

(Hier sei eine persönliche Bemerkung des Autors eingefügt: Ich bin Ende 1941 geboren und habe die Endphase des Kriegs und die Zeit danach bewusst miterlebt. Man hat mich zusammen mit meiner Familie bombardiert und beschossen. Ich erinnere mich auch noch genau, dass die Worte Soman, Sarin und Tabun einen geradezu unheimlichen und dabei exotischen Klang hatten, vor allem weil man immer etwas aus angstvollen Gesprächen der Erwachsenen oder aus dem Rundfunk mithörte, aber natürlich nichts Genaues verstand. Die emotionale Beziehung zu diesen Namen hat sich trotz rationaler Durchdringung der wissenschaftlicher Inhalte kaum geändert. Dies sollte uns in der Beurteilung des Verhaltens der Jugend bezüglich des Golfkrieges bewusst sein.)

Entlarvend für die Gemütslage der beteiligten Chemiker ist übrigens die Banalität, wie diese exotischen Namen entstanden. Das Kunstwort Sarin z. B. wurde um 1938 in gemütlicher Runde aus den Namen der famosen, an der Synthese beteiligten Herren Schrader, Ambros, Ritter und Linde gebildet.

Auch die Nervengase werden aus vergleichsweise simplen Allerwelts-Chemikalien hergestellt. Als Beispiel soll die Herstellung von Sarin (Methan-phosphonsäure-isopropylester-fluorid) erläutert werden. Von den verschiedenen Möglichkeiten wird hier eine dreistufige Synthesevariante [2] gezeigt.

1. Stufe: Herstellung von Phosphortrifluorid
Jedem Chemiker zugänglicher weißer Phosphor wird erst mit Chlor, dann mit Zinkfluorid umgesetzt:

Das gasförmige Phosphortrifluorid PF₃ wirkt wie Kohlenmonoxid als Blutgift und ist genauso giftig. Man kann es leicht kaufen. Im basischen Milieu gewinnt man daraus übrigens Natrium-mono-fluoro-phosphat [8], das in vielen Zahnpasten als mildes, karieshemmendes Fluoridierungsmittel enthalten ist. Das Fluorophosphat-Ion wird komplett in den Apathit des Zahnschmelzes eingebaut.

2. Stufe: Herstellung von Phosphorigsäureester
Diese Substanz, ein Phosphanderivat, dessen Verkauf an interessierte Diktatoren verboten ist, erhält man durch Reaktion von PF₃ mit der doppelten molaren Menge an Isopropanol und einem Entsäuerungsmittel (Triethanolamin), das die gebildete Flußsäure HF aus dem Gleichgewicht entfernt:

Isopropanol ist ein wichtiges Lösemittel. Es ist z. B. auch in flüssigen Schallplattenreinigern oder in Waschanlagen für Autoscheiben zu finden. Triethanolamin ist eine viel verwendete, in organischen Lösemitteln lösliche, intensiv nach Fisch riechende Base.

3. Stufe: Herstellung von Sarin
Durch Einwirken von Methyliodid CH₃I, einer Chemikalie, die Chemiestudenten bereits im ersten Semester als einfaches Präparat herstellen, wird aus dem o. a. Phosphorigsäureester der Phosphonsäureester Sarin hergestellt. Dabei findet eine für Phosphanderivate bzw. Phosphorigsäureester typische Umlagerung unter Änderung der Wertigkeit des Phosphors statt [9]:

Synthesebeispiel 4: Binärkampfstoffe
Wegen der risikoreichen Herstellungs- und Abfüllprozeduren hat man aufgrund der großen Giftigkeit und Flüchtigkeit der Nervengase die Technologie der Binärkampfstoffe entwickelt. Hierbei handelt es sich nicht um eine neue Verbindungsklasse. Der Name umschreibt nur ein neues Herstellungsverfahren für Sarin (sowie dem ähnlich aufgebauten Soman) und vor allem für VX [5]. Man kann davon ausgehen, dass mittlerweile alle westlichen Nervengasvorräte als Binärgemische vorliegen.

Die folgenden Reaktionsgleichungen geben Aufschluß über die chemischen Abläufe. Vor allem ist die Herstellung von VX bemerkenswert einfach, da man zur Vorstufe nur Schwefel zumischen muss, um in Sekundenbruchteilen dieses Ultragift zu erhalten.

(Dass man auch Dioxine als Kampfstoffe auf Binärbasis erzeugen kann, hat sich als Gerücht herausgestellt [5,6].)

Hinweis
Dieser Artikel erschien bereits aus Anlass des ersten Golfkriegs 1991:
R. Blume, über die Leichtigkeit, Spreng- und Kampfstoffe herzustellen; ILEX 1/91, 4-6 (Zeitschrift des naturwiss. Vereins Bielefeld)

Weitere Texte zum Thema „Spreng- und Kampfstoffe“

Literatur