Zimtaldehyd

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Strukturformel
Struktur von Zimtaldehyd
Allgemeines
Name Zimtaldehyd
Andere Namen
  • Cinnamaldehyd (Cinnamal)
  • trans-3-Phenyl-2-propenal
  • (E)-3-Phenylprop-2-en-1-al
  • γ-Phenylacrolein
  • FEMA 2286
Summenformel C9H8O
CAS-Nummer 104-55-2
PubChem 637511
Kurzbeschreibung

gelbliche, intensiv nach Zimt riechende, ölige Flüssigkeit[1]

Eigenschaften
Molare Masse 132,16 g·mol−1
Aggregatzustand

flüssig

Dichte

1,05 g·cm−3 (20 °C)[1]

Schmelzpunkt

−8 °C[1]

Siedepunkt

251 °C[1]

Dampfdruck

< 10 Pa (20 °C)[1]

Löslichkeit
Brechungsindex

1,6219 (20 °C)[3]

Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung [1]
07 – Achtung

Achtung

H- und P-Sätze H: 315​‐​317
P: 262​‐​280​‐​302+352 [1]
EU-Gefahrstoffkennzeichnung [4][3]
Gesundheitsschädlich
Gesundheits-
schädlich
(Xn)
R- und S-Sätze R: 38​‐​43
S: 24/25​‐​37
Toxikologische Daten

2220 mg·kg−1 (LD50Ratteoral)[1]

Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen. Brechungsindex: Na-D-Linie, 20 °C

Vorlage:Infobox Chemikalie/Summenformelsuche vorhanden

Zimtaldehyd (3-Phenyl-2-propenal, FEMA 2286) ist eine gelbliche, intensiv nach Zimt riechende, ölige Flüssigkeit. Er ist der Hauptaromastoff der Zimtrinde und wurde erstmals im Jahre 1834 aus Zimtöl isoliert. Zimtaldehyd ist eine organische chemische Verbindung mit der Summenformel C9H8O und zählt zur Stoffgruppe der Phenylpropanoide. Er gehört zu den Aromaten und ist ein α,β-ungesättigter Aldehyd mit einer trans-substituierten Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung in der Seitenkette. Der isomere cis-Zimtalaldehyd hat nur eine geringe Bedeutung. Die Angaben in diesem Artikel beziehen sich nur auf den trans-Zimtaldehyd.

Geschichte und Vorkommen[Bearbeiten]

Borke des Zimtbaums (Cinnamomum verum)
Aus der Rinde des Zimtbaums (Cinnamomum verum) wird Zimtöl gewonnen, das zu 65−75 % aus Zimtaldehyd besteht.[5]

Zimtaldehyd wurde 1834 von Jean-Baptiste Dumas und Eugène-Melchior Péligot aus Zimtöl isoliert und 1856 von Luigi Chiozza synthetisiert.

Zimtaldehyd kommt natürlich im Zimtrindenöl (42–68 %) und Cassiaöl (bis 90 %) vor, in geringerem Maße aber auch in den Blättern des Zimtbaums und in vielen anderen ätherischen Ölen.[6][7]

Darstellung[Bearbeiten]

Natürliche Quellen[Bearbeiten]

Zimtaldehyd wird durch Wasserdampfdestillation aus der Rinde (in geringerer Qualität auch den Blättern) des Zimtbaums gewonnen.[6]

Technische Synthesen[Bearbeiten]

trans-Zimtaldehyd kann analog zur Zimtsäure mittels Aldol-Kondensation aus Benzaldehyd und Acetaldehyd in 60%iger Ausbeute dargestellt werden.[8]

Aldolkondensation von Benzaldehyd und Acetaldehyd zu Zimtaldehyd

Die Darstellung gelingt auch durch Vilsmeier-Formylierung von Styrol in 30%iger Ausbeute.[9]

Vilsmeier-Formylierung von Styrol zu Zimtaldehyd

Der cis-Zimtaldehyd kann durch eine photochemische Isomerisierung aus der trans-Verbindung erhalten werden:[2]

Photochemische Zimtaldehyd-Isomeriesierung

Eigenschaften[Bearbeiten]

COSMO-Oberfläche des Zimtaldehyds
(blau =negative, rot = positive Ausgleichsladung)

Physikalische Eigenschaften[Bearbeiten]

Zimtaldehyd ist eine gelbliche, intensiv nach Zimt riechende, ölige Flüssigkeit, die an der Luft allmählich zu Zimtsäure oxidiert.[1] Er schmilzt bei −8 °C und siedet bei 251 °C bei Normaldruck.[1] Er löst sich sehr schlecht in Wasser (1,1 g/l bei 20 °C)[1], hingegen ist er mischbar mit Ethanol, Diethylether und Chloroform.[2]

Chemische Eigenschaften[Bearbeiten]

Zimtaldehyd ist gegen Licht, Wärme, Alkalien und einige Metalle empfindlich und zeigt die üblichen Aldehyd- und Olefinreaktionen.[7]

Struktur von Zimtalkohol Struktur von Zimtaldehyd Struktur von Zimtsäure
Zimtalkohol Zimtaldehyd Zimtsäure

Durch Meerwein-Ponndorf-Verley-Reduktion kann er zu Zimtalkohol in 75%iger Ausbeute reduziert werden.[10]

Meerwein-Ponndorf-Verley-Reduktion von Zimtaldehyd zu Zimtalkohol

Durch Autoxidation an der Luft entsteht Zimtsäure.

Autoxidation von Zimtaldehyd zur Zimtsäure

Durch stärkere Oxidationsmittel wie Kaliumpermanganat oder Ozon wird Zimtaldehyd zu Benzoesäure oxidiert.

Oxidation von Zimtaldehyd zur Benzoesäure

Durch Hydrierung der Doppelbindung entsteht der Hydrozimtaldehyd.[11]

Struktur von Hydrozimtaldehyd

Strukturelle Verwandte[Bearbeiten]

Ein Derivat ist der Coniferylaldehyd [3-(4-Hydroxy-3-methoxyphenyl)-2-propenal], der am Benzolring zusätzlich an der 4-Position eine Hydroxy- und an der 3-Position eine Methoxygruppe trägt, und damit das Substitutionsmuster wie beim Vanillin aufweist.

Struktur von Coniferylaldehyd

Verwendung[Bearbeiten]

Zimtaldehyd wird als Riechstoff in der Parfümherstellung bei der Komposition orientalischer Parfüms benutzt.[12] Es dient auch als Duftstoff in Kosmetika, z. B. in Lippenstiften, Wasch-, Reinigungsmittel, Zahnpasta und Mundwasser. Ebenso findet es als Gewürz in Nahrungsmitteln Verwendung.[6]

In reiner Form hat er sensibilisierende Eigenschaften und kann zu allergischen Hautreaktionen führen.[3] Patienten mit einer Zimtaldehydallergie reagieren häufig auch auf Perubalsam, was auf Kreuzallergien hindeutet. Die Verbindung reagiert mit nukleophilen Strukturbestandteilen von Proteinen, vor allem den Thiolresten des Cysteins und kann dadurch eine Immunreaktion vom Spättyp auslösen.[6] Aufgrund seines hohen allergenen Potentials ist er ein Bestandteil des sogenannten "Duftstoff-Mix" (engl. fragrance mix) für Epikutantests.[13][14]

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. a b c d e f g h i j k l Eintrag zu CAS-Nr. 104-55-2 in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 10. September 2013 (JavaScript erforderlich).
  2. a b c Zimtaldehyd. In: Römpp Online. Georg Thieme Verlag, abgerufen am 19. April 2014.
  3. a b c Datenblatt trans-Zimtaldehyd bei Merck, abgerufen am 10. September 2013.
  4. Seit 1. Dezember 2012 ist für Stoffe ausschließlich die GHS-Gefahrstoffkennzeichnung zulässig. Bis zum 1. Juni 2015 dürfen noch die R-Sätze dieses Stoffes für die Einstufung von Gemischen herangezogen werden, anschließend ist die EU-Gefahrstoffkennzeichnung von rein historischem Interesse.
  5. Albert Gossauer: Struktur und Reaktivität der Biomoleküle, Verlag Helvetica Chimica Acta, Zürich 2006, ISBN 978-3-906390-29-1, S. 313.
  6. a b c d Ausschuss für Gefahrstoffe: Begründung zu Zimtaldehyd in TRGS 907 - Ausgabe: Dezember 2011 – Stand: Mai 2011.
  7. a b  Dieter Martinetz, Roland Hartwig: Taschenbuch der Riechstoffe: ein Lexikon von A-Z. Harri Deutsch Verlag, 1998, ISBN 3-8171-1539-3, S. 404 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
  8. Autorengemeinschaft: Organikum, 19. Auflage, Johann Ambrosius Barth, Leipzig · Berlin · Heidelberg 1993, ISBN 3-335-00343-8, S. 470.
  9. Autorengemeinschaft: Organikum, 19. Auflage, Johann Ambrosius Barth, Leipzig · Berlin · Heidelberg 1993, ISBN 3-335-00343-8, S. 345.
  10. Autorengemeinschaft: Organikum, 19. Auflage, Johann Ambrosius Barth, Leipzig · Berlin · Heidelberg 1993, ISBN 3-335-00343-8, S. 505.
  11. Patent US3372199: Method for the production of Process for the production of hydrocinnamaldehyd. Angemeldet am 20. März 1964, veröffentlicht am 5. März 1968, Anmelder: Engelhard Corporation, Erfinder: Nathan Himselstein, Paul N. Rylander.
  12. Juliane Daphi-Weber, Heike Raddatz, Rainer Müller: Untersuchung von Riechstoffen – Kontrollierte Düfte, S. 94−95, in Band V der Reihe HighChem hautnah – Aktuelles aus der Lebensmittelchemie (Herausgegeben von der Gesellschaft Deutscher Chemiker) 2010, ISBN 978-3-936028-64-5.
  13. Jean-Marie Lachapelle, Howard I. Maibach: Patch Testing and Prick Testing: A Practical Guide Official Publication of the ICDRG. Springer, 27. Februar 2012, ISBN 978-3-642-25492-5, S. 108 (Zugriff am 29. September 2013).
  14. Axel Trautmann: Allergiediagnose Allergietherapie. Georg Thieme Verlag, 24. Mai 2006, ISBN 978-3-13-169061-6, S. 189 (Zugriff am 29. September 2013).

Weblinks[Bearbeiten]

 Commons: Zimtaldehyd – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien