Vanillin

Vanillin
Vanillin2.svgVanillin 3D ball.png
esitykset vanilliinimolekyylistä
Henkilöllisyystodistus
IUPAC-nimi 4-hydroksyyli-3- metoksibentsaldehydi
Synonyymit
  • metyyliprotokatekeeninen aldehydi
    * p-vanilliini
N o CAS 121-33-5
N o ECHA 100,004,060
N O EY 204-465-2
N o RTECS YW5775000
PubChem 1183
FEMA 3107
Hymyilee O = CC1 = CC (OC) = C (O) C = C1
PubChem , 3D-näkymä
InChI InChI: 3D-näkymä
InChI = 1S / C8H8O3 / c1-11-8-4-6 (5-9) 2-3-7 (8) 10 / h2-5.8H,
1H3 InChIKey:
MWOOGOJBHIARFG-UHFFFAOYSA-N
Ulkomuoto valkoinen kiinteä aine
(yleensä neuloissa)
Kemialliset ominaisuudet
Raaka kaava C 8 H 8 O 3   [Isomeerit]
Moolimassa 152,1473 ± 0,0079  g / mol
C 63,15%, H 5,3%, O 31,55%,
pKa 7,40 ( 25  ° C )
Fyysiset ominaisuudet
T ° fuusio 353–354 K ( 81,5  ° C )
T ° kiehuu 558 K ( 285  ° C )
Liukoisuus 10  g · l −1 vedessä ( 25  ° C )

Vapaasti jauhettu. in kloroformissa , eetterissä, CS 2 , jääetikkaa , pyridiiniä .

Tilavuusmassa 1,056  g · cm -3 (kiinteä)
Leimahduspiste 147  ° C
Lämpökemia
C s

yhtälö:
Kaasun lämpökapasiteetti J · mol −1 · K −1 ja lämpötila Kelvinissä , 298 - 1 200 K.
Lasketut arvot:
163,471 J · mol -1 · K -1 25 ° C: ssa.

T
(K)		 T
(° C)		 C s
 C s
298 24.85 163,396 1,074
358 84,85 192,309 1,264
388 114,85 205,777 1,352
418 144,85 218,610 1,437
448 174,85 230 825 1,517
478 204,85 242,439 1,593
508 234,85 253,468 1,666
538 264,85 263 930 1,735
568 294,85 273838 1800
598 324,85 283,209 1,861
628 354,85 292,059 1,920
658 384,85 300 401 1,974
688 414,85 308,249 2,026
718 444,85 315,618 2,074
749 475,85 322 744 211
T
(K)		 T
(° C)		 C s
 C s
779 505,85 329,180 2 164
809 535,85 335,176 2,203
839 565,85 340,745 2,240
869 595,85 345,899 2 273
899 625,85 350 649 2 305
929 655,85 355,007 2,333
959 685,85 358,984 2 359
989 715,85 362,589 2 383
1,019 745,85 365 833 2 404
1,049 775,85 368,726 2 423
1,079 805,85 371 277 2,440
1,109 835,85 373,495 2 455
1,139 865,85 375,389 2,467
1,169 895,85 376,966 2,478
1200 926,85 378,271 2486
Varotoimenpiteet
SGH
SGH07: Myrkyllinen, ärsyttävä, herkistävä, huumausaine
Varoitus H319, P305 + P351 + P338, H319  : Ärsyttää  voimakkaasti silmiä
P305 + P351 + P338 : Jos silmiin: Huuhtele varovasti vedellä useita minuutteja. Poista piilolinssit, jos uhri käyttää niitä ja ne voidaan helposti poistaa. Jatka huuhtelua.
Direktiivi 67/548 / ETY
R-lausekkeet  :
R22  : Haitallista nieltynä.

S-lausekkeet  :
S24 / 25  : Vältä kosketusta ihon ja silmien kanssa.

R-lausekkeet  :  22,
S-lausekkeet  :  24/25,
Ekotoksikologia
DL 50 1580  mg · kg -1 (rotta, oraalinen )
3925  mg · kg -1 (hiiri, oraalinen ).
Terapeuttiset näkökohdat
Terapeuttinen luokka Antioksidantit
Liittyvät yhdisteet
Isomeeri (t) Metyylisalisylaatti , mandelihappo
Muut yhdisteet

Eugenoli , fenoli

SI- ja STP- yksiköt, ellei toisin mainita.

Vanilliini on aldehydi aromaattinen luonnollista, että kehittyy palkoja vanilja niiden valmistuksessa, kuten mauste .
Sitä käytetään luonnollisten makujen valmistamiseen.

Alkuperä

Vanilliini on tärkein ja tyypillisin vaniljan luonnollisen aromin monista komponenteista . Se edustaa 0,75% - 2% palkan massasta. Pod painaa noin kolme grammaa vuoksi vain 22 kohteeseen 60 mg .  

Kemisti Théodore Nicolas Gobley uutti sen ensimmäistä kertaa puhtaassa tilassa maseroimalla vaniljaa alkoholissa 85  ° C: ssa , minkä jälkeen uutettiin eetterillä . Hyvin tuoksuva ruskea aine, jonka se saa haihdutuksen jälkeen, kiehuu vedessä ja suodatetaan sitten kuumana. Vanilliini eristetään lopulta useiden peräkkäisten uudelleenkiteytysten jälkeen pitkien värittömien neulojen muodossa.

Vanilliini syntetisoitiin ensimmäisen kerran vuonna 1874 Wilhelm Haarmannin ja Ferdinand Tiemannin havupuusta, männynkuoresta löydetystä isoeugenolijohdannaisesta . Kaksi vuotta myöhemmin, vuonna 1876, Karl Reimer ehdotti uutta synteettistä reittiä guaiakolista .

Fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet

Molekyyli on aromaattinen aldehydi , joten sen muut nimet vanillaldehydi tai vanilliinialdehydi. Liuoksessa raudan ja muun alkalisen yhdisteen läsnä ollessa aldehydi saa punaisen värin ja menettää hajunsa.

Vanilliinilla on vaniljan kaltainen tuoksu, jolla on makea maku. Sen aromaattinen voimakkuus on kuitenkin 2 - 4 kertaa vähemmän voimakas kuin etyylivanilliinilla .

Tuotanto ja synteesi

Vanilliinia voidaan valmistaa halvalla erilaisilla prosesseilla, kun taas vaniljan valmistaminen ja valmistaminen on erittäin kallista. Siksi vanilliinin teollisesta tuotannosta ja sen käytöstä elintarvikkeissa ja hajusteissa on tullut paljon tärkeämpi kuin luonnollisen vaniljan tuotanto ja käyttö.

Viitteenä 1  kg kokonaisia ​​vaniljapalkoja on arvoltaan noin 500  euroa, kun 1  kg jauhemaisia ​​vaniljapalkoja on arvoltaan noin 40 euroa ja kilo keinotekoista nestemäistä vanilja-aromia maksaa noin 10 euroa.

Synteesi guaiakolista

Vuonna 1876 Karl Reimer valmisti vanilliinia guaiakolista . Liuottamisen jälkeen guajakoli liuoksessa, kaliumhydroksidin , koko saatetaan reagoimaan kloroformilla . Tämä reaktio johtaa vanilliinin sekä isomeerin, salisyylihappometoksialdehydin, muodostumiseen. Kaksi näin muodostunutta yhdistettä erotetaan tislaamalla höyryllä 2 ilmakehän paineessa .

Vanilliinin synteesi Reimerin (1876) mukaan.

Synteesi 4-hydroksibentsaldehydistä

Vanilliini voidaan syntetisoida 4-hydroksibentsaldehydistä . Tämä valmistus suoritetaan kahdessa vaiheessa sisältäen elektrofiilisen aromaattisen substituution bromiatomin sisällyttämiseksi aromaattiseen renkaaseen, jota seuraa organometallinen metoksylointi kuparikatalyytin avulla.

Vanilliinin synteesi 4-hydroksibentsaldehydistä.

Synteesi eugenolista

Eugenoli uutetaan kynsi .

Eugenoli (1) muutetaan isoeugenoliksi (2), sitten isoeugenoliasetaatiksi, sitten vanilliiniasetaatiksi, sitten vanilliiniksi .

Synteesi vanilliini 2.svg

Synteesi ligniinistä

Käytämme jäteveden massasta talteenotettua ligniiniä . Tämä synteettinen reitti hapettaa lignosulfonihapot märkähapetuksella .

Synteesi kurkumiinista

Kurkumiini uutetaan kurkuma .

Biogeneesi sokerijuurikkaista sokerijuurikkaasta tai maissiteollisuudesta

Feruliinihapon hajoamisprosessi teollisesta maissi- tai sokerijuurikasjäännöksestä (sienen avulla) johtaa aromiin, joka sisältää runsaasti vanilliinia. Koska prosessi on biokemiallinen, makua voidaan pitää luonnollisena aromina ja leimata sellaiseksi elintarvikevalmisteiden koostumuksessa.

Tutkimus ja kehitys

Intialaisten tutkijoiden vuonna 2017 esittämä uusi menetelmä, joka esittää sen olevan ympäristöystävällisempi, käyttää - ilmanpaineessa - katalysaattoria, joka koostuu ei-harvoista alkuaineista ( piidioksidi ja kupari ), eristämään vanilliini tehokkaasti erottamalla se muista kiehuvassa vedessä olevista yhdisteistä .

Tämä katalysaattori voidaan kierrättää neljä kertaa menettämättä tehokkuuttaan, kun taas perinteiset kalysaattorit oli vaihdettava käytön jälkeen.
Lisäksi tämä menetelmä ei enää tuota jäännösvettä erittäin korkeassa pH: ssa (joka vaati neutralointia suolahapolla ennen päästämistä ympäristöön.

Erot vaniljasta

Vaniljapavusta uutettu vanilliini on täsmälleen sama kuin teollisesti valmistettu.

Laatuero johtuu vaniljan luonnollisen aromin monimutkaisuudesta ja rikkaudesta, joka sisältää monia muita komponentteja, kun taas synteesillä saatu vanilliini on kemiallisesti puhdasta. Biogeneesiprosessit toisaalta johtavat monimutkaisen aromin muodostumiseen eivätkä kemiallisesti puhtaaseen tuotteeseen .

Maailmantuotanto

Vanilliini on maailman valmistetuin aromi, kaukana suklaa- ja kahvimakuista; vanilja-aromien tuotannon arvioidaan olevan 25 000 tonnia vuodessa.

käyttää

Huomautuksia ja viitteitä

  1. CRC Handbook of Tables for Organic Compound Identification , kolmas painos, 1984, ( ISBN  0-8493-0303-6 ) .
  2. laskettu molekyylimassa välillä "  Atomic painot Elements 2007  " on www.chem.qmul.ac.uk .
  3. (en) ChemIDplus , "  Vanillin USAN - RN: 121-33-5  " , osoitteessa chem.sis.nlm.nih.gov , Yhdysvaltain kansallinen lääketieteellinen kirjasto (tarkastettu 6. lokakuuta 2008 )
  4. (in) Carl L. leuat, Handbook of termodynaamiset kaaviot: orgaaniset yhdisteet C8-C28 , voi.  3, Huston, Texas, Persianlahden pubi. Co,1996, 396  Sivumäärä ( ISBN  0-88415-859-4 )
  5. (in) WG Ungerer, Drug and Chemical Markets , Voi.  9, lääke- ja kemikaalimarkkinat,30. marraskuuta 1921( lue verkossa ) , s.  1127-1128
  6. Théodore N. Gobley , Journal of Pharmacy and Chemistry : sisältää Pariisin apteekkiseuran työn: lääketieteellinen katsaus , voi.  34, Doin,1858( lue verkossa ) , s.  401-405
  7. (De) F. Tiemann ja W. Haarmann , "  Ueber das Coniferin und seine Umwandlung in das aromatische Princip der Vanille  " , Berichte der deutschen chemischen Gesellschaft , voi.  7, n o  1,1874, s.  608-623 ( DOI  10.1002 / cber.187400701193 )
  8. (de) K. Reimer , "  Ueber eine neue Bildungsweise aromatischer Aldehydi  " , Berichte der Deutschen chemischen Gesellschaft , voi.  9, n o  1,1876, s.  423-424 ( DOI  10.1002 / cber.187600901134 )
  9. (sisään) GA Burdock (2005). Fenarolin käsikirja makuaineista. Viides painos. CRC Press. ( ISBN  0849330343 ) s.  1880-1881
  10. (en) GA takiainen (2005). Fenarolin käsikirja makuaineista. Viides painos. CRC Press. ( ISBN  0849330343 ) s.  639-640
  11. Artikkeli "Tase" -osiossa
  12. Douglass F, Patel S, Travis M, Emma E, Winkel, vanilliinisynteesi 4-hydroksibentsaldehydistä, J. Chem.
    Ed., 2007: 84 (7): sivu 1158, DOI: 10.1021 / ed084p1158
  13. Mammou Faiza, "  Synteesi, kineettiset tutkimukset ja EUGENOL-johdannaisten toiminnan arviointi. CLOU DE CLOU DE CLOU DE CLOUFLesta uutetun olennaisen öljyn koostumus  " , Abou Bekr Belkaid Tlemcen UABT : n institutionaalisesta talletuksesta ,1. st heinäkuu 2016(käytetty 28. helmikuuta 2021 )
  14. Gary M. Lampman , Jennifer Andrews , Wayne Bratz ja Otto Hanssen , “  Vanilliinin valmistus eugenolista ja sahanpurusta  ”, Journal of Chemical Education , voi.  54, n °  12,Joulukuu 1977, s.  776 ( ISSN  0021-9584 ja 1938-1328 , DOI  10.1021 / ed054p776 , luettu verkossa , käytetty 13. toukokuuta 2020 )
  15. (vuonna) C. Maugans ja C. Ellis , "  Märän ilman hapettuminen: katsaus kaupalliseen subkriittiseen hydrotermiseen käsittelyyn  " , kaksikymmentä ensimmäinen vuotuinen kansainvälinen konferenssi polttamis- ja lämpökäsittelytekniikoista ,13.-17. Toukokuuta 2002( lue verkossa )
  16. Asther, M., Lesage-Meessen, L., Stentelaire, C., ja Thibault, JF (1998). Vaniljasienet . Biofutur, 1998 (178), 32-34.
  17. Oddou J (2000) Mikrobiprosessin suunnittelu ja ekstrapolointi luonnon vanilliinin valmistamiseksi elintarviketeollisuuden sivutuotteista (Väitöskirja).
  18. Stentelaire, C. (1999). Maatalouden sivutuotteiden feruloyylifraktion biotransformaatioon liittyvän sienen aineenvaihduntareittien hallinta luonnolliseksi vanilliiniksi (väitöskirja)
  19. Micard, V., Renard, CMGC, Thibault, JF ja Lesage-Meesen, L. (1995). Onko sokerijuurikkaan massasta mahdollista saada luonnollista vanilliinia? . Inra-konferenssi, 149-149.
  20. Shivaji L.Bhanawase ja Ganapati D.Yadav (2017), Novel Silica-Encapsulated Cu - Al Hydrotalcite Catalyst: Oxidative Decarboxylation of Vanillyl Mandelic Acid to Vanillin in Water at atmospheric pressure  ; Ind. Eng. Chem. Res., ASAP-artikkeli; DOI: 10.1021 / acs.iecr.6b04982 ( yhteenveto )
  21. Vihreämpi tapa valmistaa vaniljaa , julkaissut Katherine Kornei 17. maaliskuuta 2017 (Science-lehden uutiset)
  22. "  Vanilja ja vanilliini  " osoitteessa http://www.societechimiquedefrance.fr

Aiheeseen liittyvä artikkeli

Ulkoiset linkit