Limonen

Strukturformel
(R)-(+)-Limonen (links) und (S)-(–)-Limonen
Allgemeines
Name	(R)-(+)-Limonen und (S)-(–)-Limonen D-(+)-Limonen und L-(–)-Limonen
Andere Namen	1-Methyl-4-prop-1-en-2-ylcyclohexen Carven p-Mentha-1,8-dien 1-Methyl-4-isopropenyl-1-cyclohexen 1-Methyl-4-(1-methylethenyl)cyclohexen 4-Isopropenyl-1-methylcylohexen Dipenten Kautschin Cinen Cajeputene
Summenformel	C10H16
CAS-Nummer	5989-27-5 [(R)-(+)-Limonen] 5989-54-8 [(S)-(–)-Limonen] 138-86-3 [Dipenten unspezifiziert] 7705-14-8 [(±)-Limonen] 6876-12-6 [ trans-1-Methyl-4-(methylvinyl)cyclohexen]
PubChem	440917
Kurzbeschreibung	farblose, brennbare Flüssigkeit, charakteristischer Geruch nach Zitronen
Eigenschaften
Molare Masse	136,24 g·mol−1
Aggregatzustand	flüssig
Dichte	0,84 g·cm3 (α- und β-Form, 20 °C)
Schmelzpunkt	−95,5 °C
Siedepunkt	177,6 °C
Dampfdruck	2 hPa (20 °C)
Löslichkeit	wenig in Wasser
Brechungsindex	1,4720 [D-(+)-Limonen] 1,4717 [L-(–)-Limonen]
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung aus EU-Verordnung (EG) 1272/2008 (CLP)  Achtung H- und P-Sätze H: 226-315-317-410 EUH: keine EUH-Sätze P: 210-​273-​280-​302+352 EU-Gefahrstoffkennzeichnung aus RL 67/548/EWG, Anh. I  Reizend Umwelt- gefährlich (Xi) (N) R- und S-Sätze R: 10-38-43-50/53 S: (2)-24-37-60-61
MAK	20 ml·m−3 bzw. 110 mg·m−3 für D-Limonen
LD50	4400 mg·kg−1 (Ratte, peroral)
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen. Brechungsindex: Na-D-Linie, 20 °C

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Limonen [limoˈneːn] ist ein Naturstoff aus der Gruppe der Terpene (monocyclisches Monoterpen). Es gibt zwei Enantiomere, das (R)-(+)-Limonen (auch als D-(+)-Limonen oder kurz (+)-Limonen bezeichnet) sowie das (S)-(–)-Limonen (auch als L-(–)-Limonen oder kurz (–)-Limonen bezeichnet). Das Racemat der beiden Enantiomere wird auch Dipenten genannt.

Geschichte

Es wurde erstmals 1878 von Gustave Bouchardat durch Erhitzen von Isopren hergestellt.

Zitronenöl enthält ca. 65% (R)-(+)-Limonen.

Baldrian enthält (S)-(–)-Limonen.

Vorkommen

Limonen ist das in Pflanzen am häufigsten vorkommende Monoterpen. (R)-(+)-Limonen ist vor allem in Pomeranzenschalenöl, in Kümmelöl, in Dillöl, in Korianderöl, in Zitronenöl (ca. 65%) und in Orangenöl (meist >90%) enthalten. Es weist einen orangenartigen Geruch auf. Dagegen ist (S)-(–)-Limonen in Edeltannen- und in Pfefferminzöl enthalten und riecht nach Terpentin. Das racemische Limonen kommt unter anderem im Kienöl, im sibirischen Fichtennadelöl, Neroliöl, Muskatnussöl und Campheröl vor.

Gewinnung/Darstellung

Limonen wird in erster Linie durch Naturstoffextraktion gewonnen. (R)-(+)-Limonen fällt in großen Mengen als Nebenprodukt bei der Orangensaftproduktion an. (S)-(–)-Limonen wird in verhältnismäßig kleinen Mengen aus den entsprechenden Ölen extrahiert. Das racemische Limonen fällt als Nebenprodukt bei der säurekatalysierten Isomerisierung von α- und β-Pinen an.

Eigenschaften

Physikalische Eigenschaften

Der spezifische Drehwinkel beträgt [α]²⁰_D + 126,3° [(R)-Limonen] bzw. –126,3° [(S)-Limonen].

Chemische Eigenschaften

Limonen ist licht-, luft-, wärme-, alkali- und säureempfindlich und autoxidiert zu Carvon.

Durch zwei aufeinander folgende Reaktionen mit Sauerstoff und Kohlendioxid entsteht Polylimonencarbonat, ein Stoff mit Polystyrol-ähnlichen Eigenschaften. Es ist Ausgangsstoff zur Synthese des β-Selinen, wobei es im ersten Schritt mit Diboran reagiert und dann mit Wasserstoffperoxid oxidiert wird.

Verwendung

Traditionell wird Limonen als preiswerter Duftstoff eingesetzt. Heute wird es vorwiegend als biogenes Lösungsmittel verwendet und dient als Reiniger und Verdünnungsmittel, beispielsweise in der Lackindustrie.

Das gramnegative Bakterium Pseudomonas putida DSM 12264 vermag (R)-(+)-Limonen regioselektiv zur (R)-(+)-Perillasäure zu oxidieren, einem natürlichen Konservierungsmittel für Kosmetika. Die biotechnologische Herstellung von (R)-(+)-Perillasäure aus (R)-(+)-Limonen im Labormaßstab wurde im Jahr 2010 verbessert. Der entwickelte Bioprozess stellt eine vielversprechende Option für eine industrielle Anwendung dar.

Das (R)-(+)-Limonen wird als pflanzliches Insektizid verwendet.

Auch dient es seit neuestem als Ausgangsstoff für die Synthese von Dronabinol (synthetischem THC).

Biologische Bedeutung

Beim Metabolismus des Limonens entsteht hauptsächlich Perillinsäure, Dihydroperillinsäure, Limonen-1,2-diol und Uroterpenol. Limonen wirkt reizend. Seine Oxidationsprodukte (R)-(–)-Carvon und mehrere Isomere des Limonenoxid, die aus Limonen an der Luft entstehen, sind allergieauslösend.

Sicherheitshinweise

Der Flammpunkt von (R)-(+)-Limonen liegt bei 48 °C, die Zündtemperatur bei 237 °C. Da (S)-(–)-Limonen ein Enantiomer des (R)-(+)-Limonens ist, gelten diese Angaben auch für das (S)-(–)-Limonen. (R)-(+)-Limonen wurde als für den Menschen nicht karzinogen eingestuft .