Borneole
Die Borneole sind eine in der Natur vorkommende Gruppe chemischer Verbindungen. Die isomeren Vertreter sind feste, farblose Substanzen, die strukturell einwertige, sekundäre Alkohole aus der Stoffklasse der bicyclischen Monoterpene sind.
Inhaltsverzeichnis
Vorkommen
Als sekundäre Pflanzenstoffe sind die Borneole Bestandteile vieler ätherischer Öle. (+)-Borneol (Borneo Camper) findet man hauptsächlich im ätherischen Öl von Drybalanops camphora, einem auf Sumatra und Borneo heimischen Baum. Hingegen findet man (–)-Borneol (Ngai Camper) in Korianderöl, Baldrianöl, Citronellöl, Thujaöl und anderen ätherischen Ölen.<ref name="Gossauer206">Albert Gossauer: Struktur und Reaktivität der Biomoleküle, Verlag Helvetica Chimica Acta, Zürich, 2006, S. 206, ISBN 978-3-906390-29-1.</ref>
Vertreter
Die Molekülstruktur der Borneole enthält chirale Kohlenstoffatome und kommt daher in zwei diastereomeren Formen vor, die üblicherweise Borneol und Isoborneol genannt werden. Da jede dieser beiden Formen ein (enantiomeres) Spiegelbild hat, existieren insgesamt vier Stereoisomere von denen jeweils zwei enantiomer zueinander sind und die Racemate (±)-Borneol und (±)-Isoborneol bilden:
| Isomere von Borneol | |||||||||||||
| Name | (+)-Borneol | (−)-Borneol | (+)-Isoborneol | (−)-Isoborneol | |||||||||
| IUPAC-Name | (1R,2S,4R)-1,7,7-Trimethyl- bicyclo[2.2.1]heptan-2-ol |
(1S,2R,4S)-1,7,7-Trimethyl- bicyclo[2.2.1]heptan-2-ol |
(1S,2S,4S)-4,7,7-Trimethyl- bicyclo[2.2.1]heptan-2-ol |
(1R,2R,4R)-4,7,7-Trimethyl- bicyclo[2.2.1]heptan-2-ol | |||||||||
| andere Namen |
endo-Borneol |
exo-Isoborneol | |||||||||||
|
2-Borneol | |||||||||||||
| Strukturformel | Struktur von (+)-Borneol | Struktur von (−)-Borneol | Struktur von (+)-Isoborneol | Struktur von (−)-Isoborneol | |||||||||
| CAS-Nummer | 464-43-7 | 464-45-9 | 16725-71-6 | 10334-13-1 | |||||||||
| 507-70-0 (Racemat) | 124-76-5 (Racemat) | ||||||||||||
| PubChem | 6552009 | 1201518 | 6321405 | ? | |||||||||
| ? (Racemat) | 24900674 (Racemat) | ||||||||||||
| Summenformel | C10H18O | ||||||||||||
| Molare Masse | 154,25 g·mol−1 | ||||||||||||
| Aggregatzustand | fest | ||||||||||||
| Kurzbeschreibung | farbloser, geruchloser Feststoff<ref name=roth>Datenblatt (+)-Borneol (PDF) bei Carl Roth, abgerufen am 29. April 2010.</ref> | kristalliner, weißer Feststoff<ref name="Alfa(-)B">Datenblatt (–)-Borneol bei AlfaAesar, abgerufen am 29. April 2010 (JavaScript erforderlich).</ref> | kristalliner, weißer Feststoff<ref name="AlfaIso">Datenblatt (±)-Isoborneol bei AlfaAesar, abgerufen am 29. April 2010 (JavaScript erforderlich).</ref> mit angenehmen<ref name="AlfaIso" /> Geruch nach Vanille und Holz<ref name="SigmaIso">Datenblatt (±)-Isoborneol bei Sigma-Aldrich, abgerufen am 29. April 2011 (PDF).</ref> | ||||||||||
| Schmelzpunkt<ref name="Roempp">Eintrag zu Borneole. In: Römpp Online. Georg Thieme Verlag, abgerufen am 29. April 2011.</ref> | 208–209 °C | 208–209 °C | 212–214 °C | 212–214 °C | |||||||||
| 212 °C Racemat | 210–215 °C Racemat | ||||||||||||
| Optischer Drehwert [α]D | + 37,7° <ref name="Gossauer60">Albert Gossauer: Struktur und Reaktivität der Biomoleküle, Verlag Helvetica Chimica Acta, Zürich, 2006, S. 60, ISBN 978-3-906390-29-1.</ref> | − 37,7° <ref name="Gossauer60" /> | + 34,1° <ref name=Hamada>Hamada, Hiroki, Bull. Chem. Soc. Jpn. 61 (1988) 869-878.</ref> | − 33,6° <ref name=Hamada /> | |||||||||
| Löslichkeit | unlöslich in Wasser<ref name=roth/> | unlöslich in Wasser<ref name=Alfa(-)B/> | unlöslich in Wasser<ref name="AlfaIso" /> | ||||||||||
| GHS- Kennzeichnung |
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| H-Sätze | 228 | 228 | 315‐319‐335 | ||||||||||
| keine EUH-Sätze | keine EUH-Sätze | keine EUH-Sätze | |||||||||||
| P-Sätze | 210‐280<ref name=roth/> | 210‐240‐241‐280‐370+378<ref name=Alfa(-)B/> | 261‐302+352‐305+351+338‐321<ref name="AlfaIso" /> | ||||||||||
| Gefahrstoff- kennzeichnung |
<ref name=roth/> |
<ref name=Alfa(-)B/> |
<ref name="AlfaIso" /> | ||||||||||
| R-Sätze | 11 | 11 | 36/37/38 | ||||||||||
| S-Sätze | 26‐37 | ||||||||||||
| Toxikologische Daten | 5800 mg·kg−1 (LD50, Ratte, oral)<ref name=Alfa(-)B/> |
1750 mg·kg−1 (LD50, Maus, oral)<ref name="AlfaIso" /> | |||||||||||
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-(%E2%80%93)-endo-Borneol_V.4.svg.html){kind=link}
-(%2B)-exo-Isoborneol_V.4.svg.html){kind=link}
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Herstellung
Borneol kann durch Meerwein-Ponndorf-Verley-Reduktion von Campher erhalten werden.<ref>Ashok Pandey: Industrial Biorefineries & White Biotechnology. Elsevier, 2015, ISBN 978-0-444-63464-1, S. 132 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).</ref> Bei der Reduktion von Campher mit Natriumborhydrid oder Lithiumaluminiumhydrid hingegen entsteht vorwiegend das Stereoisomer Isoborneol:<ref name=Clayden>Jonathan Clayden, Nick Greeves, Stuart Warren, Peter Wothers: Organic Chemistry, Orford University Press, 2001, S. 862. ISBN 978-0-19-850346-0.</ref>
Datei:(1R,4R)-Camphor Reduction V.1.svg
-Camphor_Reduction_V.1.svg.html){kind=link}
- Diastereoselektivität der Reduktion von (1R,4R)-(+)-Campher zu (1R,2R,4R)-Isoborneol (ca. 95 %) und (1R,2S,4R)-Borneol (ca. 5 %).
Chemische Eigenschaften
Borneol kann mit Chromsäure oder Salpetersäure zu Campher oxidiert werden. Dehydratation mit verdünnten Säuren führt zu Camphen.
Mit Acetanhydrid kann es zum Bornylacetat verestert werden.
Die bakterielle Biosynthese von 2-Methylisoborneol haben Forscher der TU Braunschweig mit dem Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung in Braunschweig und der Uni Saarbrücken erforscht.<ref>Biosynthesis of the Off-flavor 2-Methylisoborneol by the Myxobacterium Nannocystis exedens in: Angew. Chem. 2007, 119, 8436–8439.</ref>
Verwendung
Als Bestandteil von ätherischen Ölen ist Borneol mitverantwortlich für Geruch und Geschmack diverser Gewürze. Dergestalt wird es auch in Kosmetika eingesetzt.
Derivate des Borneols, wie (2S)-(−)-exo-(Dimethylamino)isoborneol (DAIB) werden in der modernen asymmetrischen Synthese genutzt.<ref name="OrgSynth">James D. White, Duncan J. Wardrop, and Kurt F. Sundermann: (2S)-(−)-exo-(dimethylamino)isoborneol [(2S)-(−)-DAIB]. In: Organic Syntheses. 79, 2002, S. 130, doi:10.15227/orgsyn.079.0130 (PDF).</ref>
Struktur
- Borneol (S).png
Stäbchenmodell von (S)-Borneol
- Isoborneol (S).png
Stäbchenmodell von (S)-Isoborneol
Literatur
- H. Surburg und J. Panten: Common Fragrance and Flavor Materials: preparation, properties, and uses. Wiley-VCH, Weinheim 2006, ISBN 3-527-31315-X.
Einzelnachweise
<references/>
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