Zimtaldehyd

Strukturformel
	Strukturformel von trans-Zimtaldehyd
Allgemeines
Name	Zimtaldehyd
Andere Namen	Cinnamaldehyd; Cinnamal; trans-3-Phenyl-2-propenal; (E)-3-Phenylprop-2-en-1-al; γ-Phenylacrolein; FEMA 2286[1];
Summenformel	C9H8O
Kurzbeschreibung	gelbliche, intensiv nach Zimt riechende, ölige Flüssigkeit[2]
Externe Identifikatoren/Datenbanken
EG-Nummer	604-377-8
ECHA-InfoCard	100.111.079
PubChem	637511
ChemSpider	553117
DrugBank	DB14184
Wikidata	Q204036
Eigenschaften
Molare Masse	132,16 g·mol−1
Aggregatzustand	flüssig
Dichte	1,05 g·cm−3 (20 °C)[2]
Schmelzpunkt	−8 °C[2]
Siedepunkt	246–253 °C[2]
Dampfdruck	3,85 Pa (25 °C)[2]
Löslichkeit	schwer in Wasser (1 g·l−1 bei 20 °C)[2]; mischbar mit Ethanol, Diethylether und Chloroform[3];
Brechungsindex	1,6219 (20 °C)[4]
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung [2] Achtung
H- und P-Sätze	H: 312‐315‐317‐319
	P: 280‐302+352‐305+351+338 [2]
Toxikologische Daten	2220 mg·kg−1 (LD50, Ratte, oral)[2]
	Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen. Brechungsindex: Na-D-Linie, 20 °C

Zimtaldehyd (3-Phenyl-2-propenal, FEMA 2286[1]) 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.

Isomerie

Die Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung in der Seitenkette des Zimtaldehyds ist typischerweise trans-konfiguriert. Der isomere cis-Zimtaldehyd [Synonym: (Z)-Zimtaldehyd] hat nur eine geringe Bedeutung. Die Angaben in diesem Artikel beziehen sich nur auf den trans-Zimtaldehyd [Synonym: (E)-Zimtaldehyd].

Isomere von Zimtaldehyd
Name	trans-Zimtaldehyd	cis-Zimtaldehyd
Andere Namen	(E)-Zimtaldehyd	(Z)-Zimtaldehyd
Strukturformel
CAS-Nummer	14371-10-9	57194-69-1
	104-55-2 (unspez.)
EG-Nummer	604-377-8	–
	203-213-9 (unspez.)
ECHA-Infocard	100.111.079	–
	100.002.922 (unspez.)
PubChem	637511	6428995
	307 (unspez.)
Wikidata	Q204036	Q27161918
	Q60041699 (unspez.)

Geschichte und Vorkommen

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.[5][6]

Borke des Zimtbaums (Cinnamomum verum)
Aus der Rinde des Zimtbaums (Cinnamomum verum) wird Zimtöl gewonnen, das zu 65–75 % aus Zimtaldehyd besteht.[7]

Darstellung

Natürliche Quellen

Zimtaldehyd wird durch Wasserdampfdestillation aus der Rinde (in geringerer Qualität auch den Blättern) des Zimtbaums gewonnen.[5]

Technische Synthesen

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:[3]

Photochemische Zimtaldehyd-Isomerisierung

Eigenschaften

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

Physikalische Eigenschaften

Zimtaldehyd ist eine gelbliche, intensiv nach Zimt riechende, ölige Flüssigkeit, die an der Luft allmählich zu Zimtsäure oxidiert.[2] Er schmilzt bei −8 °C und siedet bei 251 °C bei Normaldruck.[2] Er löst sich sehr schlecht in Wasser (1,1 g/l bei 20 °C),[2] hingegen ist er mischbar mit Ethanol, Diethylether und Chloroform.[3]

Chemische Eigenschaften

Zimtaldehyd ist gegen Licht, Wärme, Alkalien und einige Metalle empfindlich und zeigt die üblichen Aldehyd- und Olefinreaktionen.[6]

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

Struktur von Coniferylaldehyd

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.


Zimtalkohol	Zimtaldehyd	Zimtsäure

Verwendung

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.[5]

In reiner Form hat er sensibilisierende Eigenschaften und kann zu allergischen Hautreaktionen führen.[4] Patienten mit einer Zimtaldehydallergie reagieren häufig auch auf Perubalsam, was auf Kreuzallergien hindeutet. Die Verbindung reagiert mit nukleophilen Strukturbestandteilen von Proteinen, vor allem den Thiolgruppen des Cysteins, und kann dadurch eine Immunreaktion vom Spättyp auslösen.[5] Aufgrund seines hohen allergenen Potentials ist er ein Bestandteil des sogenannten „Duftstoff-Mix“ (engl. fragrance mix) für Epikutantests.[13][14]

Weblinks

Commons: Zimtaldehyd – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Eintrag zu 2-Propenal, 3-phenyl-. In: P. J. Linstrom, W. G. Mallard (Hrsg.): NIST Chemistry WebBook, NIST Standard Reference Database Number 69. National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg MD, abgerufen am 10. September 2013.
Riechstoff-Lexikon: Zimtaldehyd

Einzelnachweise

Eintrag zu FEMA 2286 in der Datenbank der Flavor and Extract Manufacturers Association of the United States.
Eintrag zu Zimtaldehyd in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 10. Januar 2017. (JavaScript erforderlich)
Eintrag zu Zimtaldehyd. In: Römpp Online. Georg Thieme Verlag, abgerufen am 19. April 2014.
Datenblatt trans-Zimtaldehyd (PDF) bei Merck, abgerufen am 10. September 2013.
Ausschuss für Gefahrstoffe: Begründung zu Zimtaldehyd in TRGS 907 - Ausgabe: Dezember 2011 – Stand: Mai 2011.
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).
Albert Gossauer: Struktur und Reaktivität der Biomoleküle, Verlag Helvetica Chimica Acta, Zürich 2006, ISBN 978-3-906390-29-1, S. 313.
Autorengemeinschaft: Organikum, 19. Auflage, Johann Ambrosius Barth, Leipzig · Berlin · Heidelberg 1993, ISBN 3-335-00343-8, S. 470.
Autorengemeinschaft: Organikum, 19. Auflage, Johann Ambrosius Barth, Leipzig · Berlin · Heidelberg 1993, ISBN 3-335-00343-8, S. 345.
Autorengemeinschaft: Organikum, 19. Auflage, Johann Ambrosius Barth, Leipzig · Berlin · Heidelberg 1993, ISBN 3-335-00343-8, S. 505.
Patent US3372199A: Process for the production of hydrocinnamaldehyde. Angemeldet am 20. März 1964, veröffentlicht am 5. März 1968, Anmelder: Engelhard Corporation, Erfinder: Nathan Himselstein, Paul N. Rylander.
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.
Jean-Marie Lachapelle: Patch Testing and Prick Testing. Springer Science & Business Media, 2012, ISBN 978-3-642-25492-5, S. 108 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
Axel Trautmann: Allergiediagnose Allergietherapie. Thieme, 2006, ISBN 978-3-13-169061-6 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).

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[FEMA2286-1] Eintrag zu FEMA 2286 in der Datenbank der Flavor and Extract Manufacturers Association of the United States.

[GESTIS-2] Eintrag zu Zimtaldehyd in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 10. Januar 2017. (JavaScript erforderlich)

[roempp-3] Eintrag zu Zimtaldehyd. In: Römpp Online. Georg Thieme Verlag, abgerufen am 19. April 2014.

[Merck-4] Datenblatt trans-Zimtaldehyd (PDF) bei Merck, abgerufen am 10. September 2013.

[baua-5] Ausschuss für Gefahrstoffe: Begründung zu Zimtaldehyd in TRGS 907 - Ausgabe: Dezember 2011 – Stand: Mai 2011.

[Dieter_Martinetz,_Roland_Hartwig-6] 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).

[Gossauer-7] Albert Gossauer: Struktur und Reaktivität der Biomoleküle, Verlag Helvetica Chimica Acta, Zürich 2006, ISBN 978-3-906390-29-1, S. 313.

[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 US3372199A: Process for the production of hydrocinnamaldehyde. Angemeldet am 20. März 1964, veröffentlicht am 5. März 1968, Anmelder: Engelhard Corporation, Erfinder: Nathan Himselstein, Paul N. Rylander.

[Weber-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.

[LachapelleMaibach2012-13] Jean-Marie Lachapelle: Patch Testing and Prick Testing. Springer Science & Business Media, 2012, ISBN 978-3-642-25492-5, S. 108 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).

[Trautmann2006-14] Axel Trautmann: Allergiediagnose Allergietherapie. Thieme, 2006, ISBN 978-3-13-169061-6 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).