Borneole

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Die Borneole sind eine in der Natur vorkommende Gruppe chemischer Verbindungen. Die isomeren Vertreter sind feste, farblose Substanzen, die strukturell einwertige, sekundäre Alkohole aus der Stoffklasse der bicyclischen Monoterpene sind.

Vorkommen[Bearbeiten]

Als sekundäre Pflanzenstoffe sind die Borneole Bestandteile vieler ätherischer Öle. (+)-Borneol (Borneo Camper) findet man hauptsächlich im ätherischen Öl von Drybalanops camphora, einem auf Sumatra und Borneo heimischen Baum. Hingegen findet man (–)-Borneol (Ngai Camper) in Korianderöl, Baldrianöl, Citronellöl, Thujaöl und anderen ätherischen Ölen.[1]

Vertreter[Bearbeiten]

Die Molekülstruktur der Borneole enthält chirale Kohlenstoffatome und kommt daher in zwei diastereomeren Formen vor, die üblicherweise Borneol und Isoborneol genannt werden. Da jede dieser beiden Formen ein (enantiomeres) Spiegelbild hat, existieren insgesamt vier Stereoisomere von denen jeweils zwei enantiomer zueinander sind und die Racemate (±)-Borneol und (±)-Isoborneol bilden:

Isomere von Borneol
Name (+)-Borneol (−)-Borneol (+)-Isoborneol (−)-Isoborneol
IUPAC-Name (1R,2S,4R)-1,7,7-Trimethyl-
bicyclo[2.2.1]heptan-2-ol
(1S,2R,4S)-1,7,7-Trimethyl-
bicyclo[2.2.1]heptan-2-ol
(1S,3S,4S)-4,7,7-Trimethyl-
bicyclo[2.2.1]heptan-2-ol
(1R,3R,4R)-4,7,7-Trimethyl-
bicyclo[2.2.1]heptan-2-ol
andere Namen
  • endo-Borneol
  • (±)-Borneol
  • exo-Isoborneol
  • (±)-Isoborneol
  • 2-Borneol
  • 2-Bornylalkohol
Strukturformel Struktur von (+)-Borneol Struktur von (−)-Borneol Struktur von (+)-Isoborneol Struktur von (−)-Isoborneol
CAS-Nummer 464-43-7 464-45-9 16725-71-6 10334-13-1
507-70-0 (Racemat) 124-76-5 (Racemat)
PubChem 6552009 1201518 6321405  ?
 ? (Racemat) 24900674 (Racemat)
Summenformel C10H18O
Molare Masse 154,25 g·mol−1
Aggregatzustand fest
Kurzbeschreibung farbloser, geruchloser Feststoff[2] kristalliner, weißer Feststoff[3] kristalliner, weißer Feststoff[4] mit angenehmen[4] Geruch nach Vanille und Holz[5]
Schmelzpunkt[6] 208–209 °C 208–209 °C 212–214 °C 212–214 °C
212 °C Racemat 210–215 °C Racemat
Optischer Drehwert [α]D + 37,7° [1] − 37,7° [1] + 34,1° [7] − 33,6° [7]
Löslichkeit unlöslich in Wasser[2] unlöslich in Wasser[3] unlöslich in Wasser[4]
GHS-
Kennzeichnung
02 – Leicht-/Hochentzündlich
Achtung[2]
02 – Leicht-/Hochentzündlich
Achtung[3]
07 – Achtung
Achtung[4]
H-Sätze 228 228 315​‐​319​‐​335
keine EUH-Sätze keine EUH-Sätze keine EUH-Sätze
P-Sätze 210​‐​280[2] 210​‐​240​‐​241​‐​280​‐​370+378[3] 261​‐​302+352​‐​305+351+338​‐​321[4]
Gefahrstoff-
kennzeichnung
Leichtentzündlich
Leicht-
entzündlich
(F)

[2]

Leichtentzündlich
Leicht-
entzündlich
(F)

[3]

Reizend
Reizend
(Xi)

[4]

R-Sätze 11 11 36/37/38
S-Sätze 26​‐​37
Toxikologische Daten 5800 mg·kg−1 (LD50Ratteoral)[3]

Herstellung[Bearbeiten]

Bei der Reduktion von Campher mit Natriumborhydrid oder Lithiumaluminiumhydrid hingegen entsteht vorwiegend das Stereoisomer Isoborneol:[8]

(1R,4R)-Camphor Reduction V.1.svg

Diastereoselektivität der Reduktion von (1R,4R)-(+)-Campher zu (1R,2R,4R)-Isoborneol (ca. 95 %) und (1R,2S,4R)-Borneol (ca. 5 %).

Chemische Eigenschaften[Bearbeiten]

Borneol kann mit Chromsäure oder Salpetersäure zu Campher oxidiert werden. Dehydratation mit verdünnten Säuren führt zu Camphen.

Mit Acetanhydrid kann es zum Bornylacetat verestert werden.

Die bakterielle Biosynthese von 2-Methylisoborneol haben Forscher der TU Braunschweig mit dem Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung in Braunschweig und der Uni Saarbrücken erforscht.[9]

Verwendung[Bearbeiten]

Struktur von DAIB

Als Bestandteil von ätherischen Ölen ist Borneol mitverantwortlich für Geruch und Geschmack diverser Gewürze. Dergestalt wird es auch in Kosmetika eingesetzt.

Derivate des Borneols, wie (2S)-(−)-exo-(Dimethylamino)isoborneol (DAIB) werden in der modernen asymmetrischen Synthese genutzt.[10]

Struktur[Bearbeiten]

Literatur[Bearbeiten]

  • H. Surburg und J. Panten: Common Fragrance and Flavor Materials: preparation, properties, and uses. Wiley-VCH, Weinheim 2006, ISBN 3-527-31315-X.

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. a b c Albert Gossauer: Struktur und Reaktivität der Biomoleküle, Verlag Helvetica Chimica Acta, Zürich, 2006, S. 206, ISBN 978-3-906390-29-1.
  2. a b c d e Datenblatt (+)-Borneol (PDF) bei Carl Roth, abgerufen am 29. April 2010.
  3. a b c d e f Datenblatt (–)-Borneol bei AlfaAesar, abgerufen am 29. April 2010 (JavaScript erforderlich).
  4. a b c d e f g h Datenblatt (±)-Isoborneol bei AlfaAesar, abgerufen am 29. April 2010 (JavaScript erforderlich).
  5. Datenblatt (±)-Isoborneol bei Sigma-Aldrich, abgerufen am 29. April 2011 (PDF).
  6. Borneole. In: Römpp Online. Georg Thieme Verlag, abgerufen am 29. April 2011.
  7. a b Hamada, Hiroki, Bull. Chem. Soc. Jpn. 61 (1988) 869-878.
  8. Jonathan Clayden, Nick Greeves, Stuart Warren, Peter Wothers: Organic Chemistry, Orford University Press, 2001, S. 862. ISBN 978-0-19-850346-0.
  9. Biosynthesis of the Off-flavor 2-Methylisoborneol by the Myxobacterium Nannocystis exedens in: Angew. Chem. 2007, 119, 8436–8439.
  10. James D. White, Duncan J. Wardrop, and Kurt F. Sundermann: (2S)-(−)-exo-(dimethylamino)isoborneol [(2S)-(−)-DAIB]. In: Organic Syntheses, 2002, 79, S. 130, doi:10.15227/orgsyn.079.0130 (PDF).