Zimtaldehyd (3-Phenyl-2-propenal) ist eine organische chemische Verbindung und ein α,β-ungesättigter aromatischer Aldehyd. Er ist der Aldehyd der Zimtsäure und gehört zu den Phenylpropanoiden. Zimtaldehyd bildet eine gelbliche, ölige, intensiv nach Zimt riechende, brennend schmeckende Flüssigkeit. Er ist der Hauptaromastoff der Zimtrinde und wurde erstmals im Jahre 1834 aus Zimtöl isoliert. Verwendung findet Zimtaldehyd als Riechstoff in der Parfümherstellung, als Duftstoff in Kosmetika und als Gewürz.
Geschichte Zimtaldehyd wurde 1834 von Jean-Baptiste Dumas und Eugène-Melchior Péligot aus Zimtrindenöl isoliert.J.-B. Dumas, E. Peligot: Sur l’Huile de Cannelle, l’Acide Hippurique, et l’Acide Sébacique in Ann. Chim. Physique 57 (1834) 305–334. Die erste Synthese gelang 1856 Luigi ChiozzaL. Chiozza: Sur la production artificielle de l’essence de cannelle in Comptes rendus 1856/1, 222f., wobei die richtige Strukturformel erst 1861 durch Josef Loschmidt formuliert wurde.J. Loschmidt, Chemische Studien I, Wien 1861, S. 33.Rolf Werner Soukup: Chemiegeschichtliche Daten organischer Substanzen, Version 2020, S. 170 pdf.
Vorkommen 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.Ausschuss für Gefahrstoffe: Begründung zu Zimtaldehyd in TRGS 907 - Ausgabe: Dezember 2011 – Stand: Mai 2011. So kann Zimtaldehyd auch in Sellerie, Benediktenkraut, Commiphora myrrha, Feigen, Gartenhyazinthen, Lavendel (Lavandula sp), Tomaten, Äpfeln, Myrtenheiden, Balsambäumen (Myroxylon balsamum), Piment, Anis, Indischem Patschuli, Rosa damascena, Heidelbeeren, Gewürzvanille, Weinreben, dem Gewürznelkenbaum und dem Tamarindenbaum nachgewiesen werden.
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 160px 115px CAS-Nummer (unspez.) EG-Nummer 604-377-8 – 203-213-9 (unspez.) ECHA-Infocard – (unspez.) PubChem (unspez.) Wikidata Q204036 Q27161918 Q60041699 (unspez.)
Darstellung Natürliche Quellen Zimtaldehyd wird durch Wasserdampfdestillation aus der Rinde (in geringerer Qualität auch den Blättern) des Zimtbaums gewonnen. Aus der Rinde des Zimtbaums (Cinnamomum verum) wird Zimtöl gewonnen, das zu 65–75 % aus Zimtaldehyd besteht.Albert Gossauer: Struktur und Reaktivität der Biomoleküle, Verlag Helvetica Chimica Acta, Zürich 2006, ISBN 978-3-906390-29-1, S. 313.
Technische Synthesen trans-Zimtaldehyd kann analog zur Zimtsäure mittels Aldol-Kondensation aus Benzaldehyd und Acetaldehyd in 60%iger Ausbeute dargestellt werden.Autorengemeinschaft: Organikum, 19. Auflage, Johann Ambrosius Barth, Leipzig · Berlin · Heidelberg 1993, ISBN 3-335-00343-8, S. 470.
rahmenlos|hochkant=2.1|zentriert|Aldolkondensation von Benzaldehyd und Acetaldehyd zu Zimtaldehyd
Die Darstellung gelingt auch durch Vilsmeier-Formylierung von Styrol in 30%iger Ausbeute.Autorengemeinschaft: Organikum, 19. Auflage, Johann Ambrosius Barth, Leipzig · Berlin · Heidelberg 1993, ISBN 3-335-00343-8, S. 345.
rahmenlos|hochkant=1.9|zentriert|Vilsmeier-Formylierung von Styrol zu Zimtaldehyd
Der cis-Zimtaldehyd kann durch eine photochemische Isomerisierung aus der trans-Verbindung erhalten werden:
rahmenlos|hochkant=1.8|zentriert|Photochemische Zimtaldehyd-Isomerisierung
Eigenschaften 220px|mini|COSMO-Oberfläche des Zimtaldehyds(blau =negative, rot = positive Ausgleichsladung)
Physikalische Eigenschaften Zimtaldehyd ist eine gelbliche, ölige, intensiv nach Zimt riechende, brennend schmeckende Flüssigkeit, die an der Luft allmählich zu Zimtsäure oxidiert. Er schmilzt bei −8 °C und siedet bei 251 °C bei Normaldruck. Er löst sich sehr schlecht in Wasser (1,1 g/l bei 20 °C), hingegen ist er mischbar mit Ethanol, Diethylether und Chloroform. Der Flammpunkt liegt bei 120 °C.
Chemische Eigenschaften Zimtaldehyd ist gegen Licht, Wärme, Alkalien und einige Metalle empfindlich und zeigt die üblichen Aldehyd- und Olefinreaktionen.
Durch Meerwein-Ponndorf-Verley-Reduktion kann er zu Zimtalkohol in 75%iger Ausbeute reduziert werden.Autorengemeinschaft: Organikum, 19. Auflage, Johann Ambrosius Barth, Leipzig · Berlin · Heidelberg 1993, ISBN 3-335-00343-8, S. 505.
rahmenlos|hochkant=2.8|zentriert|Meerwein-Ponndorf-Verley-Reduktion von Zimtaldehyd zu Zimtalkohol
Durch Autoxidation an der Luft entsteht Zimtsäure.
rahmenlos|hochkant=2|zentriert|Autoxidation von Zimtaldehyd zur Zimtsäure
Durch stärkere Oxidationsmittel wie Kaliumpermanganat oder Ozon wird Zimtaldehyd zu Benzoesäure oxidiert.
rahmenlos|hochkant=1.9|zentriert|Oxidation von Zimtaldehyd zur Benzoesäure
Durch Hydrierung der Doppelbindung entsteht der Hydrozimtaldehyd.
rahmenlos|hochkant=0.8|zentriert|Struktur von Hydrozimtaldehyd
Strukturelle Verwandte mini|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. 140px|Struktur von Zimtalkohol 120px|Struktur von Zimtaldehyd 125px|Struktur von Zimtsäure Zimtalkohol Zimtaldehyd Zimtsäure
Verwendung Zimtaldehyd wird als Riechstoff in der Parfümherstellung bei der Komposition orientalischer Parfüms benutzt.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. Es dient auch als Duftstoff in Kosmetika, z. B. in Lippenstiften, Wasch-, Reinigungsmittel, Zahnpasta und Mundwasser. Ebenso findet es als Gewürz in Nahrungsmitteln Verwendung.
In reiner Form hat er sensibilisierende Eigenschaften und kann zu allergischen Hautreaktionen führen. 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. Aufgrund seines hohen allergenen Potentials ist er ein Bestandteil des sogenannten „Duftstoff-Mix“ (engl. fragrance mix) für Epikutantests.Jean-Marie Lachapelle: Patch Testing and Prick Testing. Springer Science & Business Media, 2012, ISBN 978-3-642-25492-5, S. 108 ().Axel Trautmann: Allergiediagnose Allergietherapie. Thieme, 2006, ISBN 978-3-13-169061-6 ().
Sicherheitshinweise Zimtaldehyd wirkt sensibilisierend und verursacht Reizungen der Haut und Augen. Auch allergische Hautreaktionen sind möglich. Für Wasserorganismen ist er schädlich.
Weblinks
Riechstoff-Lexikon: Zimtaldehyd
Einzelnachweise
Kategorie:Phenylethen Kategorie:Alkenal Kategorie:Phenylpropanoid Kategorie:Flüchtiger Pflanzenstoff Kategorie:Aromastoff (EU) Kategorie:Futtermittelzusatzstoff (EU)