Vanillin
Vanillin (Vanillaldehyd, 4-Hydroxy-3-methoxy-benzaldehyd).
Eine 3D-Darstellung von Vanillin kann hier betrachtet werden: Vanillin.
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(Diese Darstellung verlangt das Plugin CHIME, das hier gratis erhältlich ist: http://www.mdl.com/products/framework/chime/ )
Physikalische und chemische Daten
Summenformel:C8H8O3, Molmasse: 152,14 g/mol
InChI=1/C8H8O3/c1-11-8-4-6(5-9)2-3-7(8)10/h2-5,10H,1H3; Konstitution mit Nummerierung
Erscheinung: Weisse bis leicht gelbliche Kristalle
Geruch: Charakteristisch, angenehm
Löslichkeit: 10g /l Teil Wasser (25°C), leicht löslich in Alkohol und Ether
Nachweisreaktion: liefert mit Eisen(III)-chlorid-Lösung eine blauviolette Färbung
Dichte (g cm-3):: 1.056
Siedepunkt: 285°C (in CO2-Atmosphäre), 170 °C (20 hPa)
Schmelzpunkt: 81 – 83 °C
Dampfdichte (Air=1): 5.2 (air = 1)
Dampfdruck: 0.29 Pa bei 25°C
Säurekonstante (saure OH-Gruppe): pKs1 7,38 (25 °C); der pH einer 5 %igen Lösung von Vanillin in Wasser ist 4.3.
· Weitere wichtige physikalische Daten zu Vanillin
· Weitere chemische und toxikologische Daten
An feuchter Luft reagiert Vanillin allmählich zu Vanillinsäure, welche Nadeln bildet:
Vanillin ist lichtempfindlich.
Vorkommen
Vanillin findet sich am
häufigsten (zu 1,5–4%) in Vanille-Schoten,
ferner in Styrax, Nelkenöl, in den Blüten der Schwarzwurzel, der Kartoffel, des
Spierstrauchs und in verschiedenen Lebensmitteln wie Milch, Wein, Reiswein etc.
Auch der Geruch von altem, vergilbtem, stark holzhaltigem Papier geht auf
Vanillin zurück 
(siehe Herstellung).
Vanillin ist ein von männlichen Wanzen (Eurygaster integriceps) sezernierter Insektenlockstoff mit Pheromon-Charakter.
Analytik: Eine Unterscheidung zwischen natürlichem und synthetischem Vanillin ist über eine quantitative 13C-Analyse möglich, da das natürliche Vanillin nicht dasselbe Isotopenverhältnis aufweist wie das synthetisch hergestellte.
Herstellung
Heute hauptsächlich aus dem Lignin der Sulfit-Ablaugen der Papierherstellung, gelegentlich auch aus Guajakol, früher auch aus Eugenol oder Isoeugenol.
Lignin der Rohstoff von Vanille in Holz.
Vom Coniferin über Glucovanillin zum Vanillin:
Die Bestimmung von Vanillin kann – auch neben echter Vanille – auf vielerlei Wegen erfolgen. Da Vanillin lichtempfindlich ist, sollte es in dunklen Flaschen aufbewahrt werden.
Verwendung
Vanillin dient – neben dem synthetischen Ethylvanillin – anstelle der teuren natürlichen Vanille in grossem Umfang als Aromastoff für Schokolade, Süsswaren, Liköre, Backwaren und andere süsse Lebensmittel. Die Zusätze zu Nahrungsmitteln betragen 0.00002 % bis 0.1%. Schokolade, enthält 0.030% (Milchschokolade) - 0.055% (dunkle Schokolade).
Der Vanillin-Gehalt von Holz, das zu Weinfässern verarbeitet wurde, trägt zur Aromatisierung von Wein bei. Kleinere Mengen werden in Desodorantien und Parfüms eingesetzt; Konzentrationen 0.005 % bis 0.8 %. Es wird auch zur Geschmacksverbesserung von Pharmazeutika und Vitamin-Präparaten verwendet. Vanillin ist ebenfalls Zwischenprodukt bei der Synthese von verschiedenen Arzneimitteln, z. B. L-Dopa, Methyldopa und Papaverin. Es ist ausserdem Bestandteil von Günzburgs Reagenz zur Magensaft-HCl-Bestimmung und (zusammen mit Alkalien oder Mineralsäuren) von Anfärbereagenzien für die Dünnschichtchromatographie von Aminosäuren, Steroiden, Phenolen und etherischen Ölen. Eine besondere Verwendung findet Vanillin als Glanzzusatz beim galvanischen Verzinken. Der Gesamt-Vanillin-Verbrauch lag 1990 bei 7000 bis 12’000 t.
Bei Speiseeis sind nach Lebensmittelgesetzgebung als Lebensmittelzusatzstoff nur Aromaextrakte, natürliche und naturidentische Aromen von Vanille zugelassen.
ADI[1]: 10.0 mg/kg/Tag
Vanillin besitzt in den USA GRAS-Status (Generally Recognized As Safe).
Vanillin ist ein Pflanzenallergen.
Oft wird das natürliche Vanille-Aroma durch das viel billigere, synthetisch hergestellte Ethylvanillin ersetzt.
Metabolismus
Der Grossteil des Vanillin wird im Körper zu Vanillinsäure metabolisiert und ausgeschieden (94% in 24 Stunden).
Toxikologie
LD50[2] (oral Ratte): 1580 mg/kg
LD50 (subcutan Ratte): 1500 mg/kg LD50 (oral Maus): 4330 mg/kg
LD50 (oral Meerschweinchen): 1400 mg/kg, sensibilisierend
NOEL (Mensch): 2500 mg/kg/Tag
Einstufung
Kennzeichnung: Xn
R-Sätze: R22:Gesundheitsschädlich beim Verschlucken
Arbeitsschutzvorschriften
MAK[3]: 6 mg/m3
Umweltschutzvorschriften
Wassergefährdungsklasse: 1 (Selbsteinstufung)
LogKow Log P Calculation[4]: à Fettlöslichkeit (Lipophilie) à je grösser LogKow desto umweltgefährdender
SMILES :
O=Cc1ccc(O)c(OC)c1:
MOL FOR: C8H8O3 ; MOL WT : 152.15
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NUM |
FRAGMENT DESCRIPTION |
COEFF |
VALUE |
|
1 |
-CH3 [aliphatic carbon] |
0.5473 |
0.5473 |
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6 |
Aromatic Carbon |
0.2940 |
1.7640 |
|
1 |
-OH [hydroxy, aromatic attach] |
-0.4802 |
-0.4802 |
|
1 |
-O- [oxygen, one aromatic attach] |
-0.4664 |
-0.4664 |
|
1 |
-CHO [aldehyde, aromatic attach] |
-0.2828 |
-0.2828 |
|
1 |
Ring reaction -> alkyloxy ortho to -OH |
-0.2560 |
-0.2560 |
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Equation Constant |
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0.2290 |
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Log Kow = LogKow Estimated Log P: |
1.0549 1.05 |
Experimental Database Structure Match
Name: Vanillin
CAS Registry Number : 000121-33-5
Experimental Log Kow: 1.21
Experim. Reference : Hansch,C et al.
(1995)
Vanille-Botanik
(Vanille von spanisch vainilla = Schötchen). Glänzend schwarzbraune, schotenähnliche, 12–25 cm lange und 5–10 mm breite, ein schwarzbraunes Mus enthaltende Kapselfrüchte der in den Tropenwäldern Mittelamerikas heimischen Liane Vanilla planifolia (Bourbon-Vanillin) und der auf Tahiti heimischen Vanillin tahitensis (Orchidaceae). Nachdem das mexikanische Monopol 1819 durch die Einfuhr von Stecklingen nach Java gebrochen worden war, breitete sich der Anbau in den Tropen weiter aus. Der Gouverneur der Insel Bourbon (heute Réunion) erhielt 1822 Stecklinge aus Frankreich und so gelangte die Vanille in den Indischen Ozean, wo heute der Hauptanteil der Welternte (1978: 2400 t, davon 1400 t in Madagaskar und 249 t auf den Comoren und Réunion) produziert wird[5]. Sie ist die einzige Orchidee, die nicht als Zier- sondern als Nutzpflanze eine Rolle im menschlichen Leben spielt. Das Aroma der Vanillin entsteht während eines Fermentationsprozesses, dem die unreif geernteten Früchte unterworfen werden. Dabei entsteht aus Coniferin zunächst ein geruchloses Glykosid (Vanillosid, Glucovanillin), dessen enzymatische Spaltung zu Glucose und Vanillin führt. Letzteres ist als Hauptaromakomponente bis zu ca. 3–4% in der Vanille enthalten und kristallisiert mitunter in Form feiner weisser Nadeln auf der Oberfläche der Kapselfrüchte.
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Vanilla planifolia |
Vanille Parfum |
Sehr guter Link zu Vanille
Katzer G., Vanille (Vanilla planifolia Andrews), http://www.uni-graz.at/~katzer/germ/Vani_pla.html, 2005-09-17
Spektren von Vanillin[6]
Ein Abschlusstest