Heptanal

Strukturformel
Heptanal
Allgemeines
Name Heptanal
Andere Namen
  • Önanthaldehyd
  • n-Heptanal
  • HEPTANAL (INCI)[1]
Summenformel C7H14O
Kurzbeschreibung

farblose Flüssigkeit mit unangenehmem Geruch[2]

Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer 111-71-7
EG-Nummer 203-898-4
ECHA-InfoCard 100.003.545
PubChem 8130
ChemSpider 7838
Wikidata Q425827
Eigenschaften
Molare Masse 114,19 g·mol−1
Aggregatzustand

flüssig

Dichte

0,82 g·cm−3 (20 °C)[2]

Schmelzpunkt

−43 °C[2]

Siedepunkt

153 °C[2]

Dampfdruck
Löslichkeit

schlecht in Wasser (1,25 g·l−1 bei 25 °C)[2]

Brechungsindex

1,4113[3]

Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung[2]
Gefahrensymbol Gefahrensymbol

Achtung

H- und P-Sätze H: 226​‐​315​‐​412
P: 210​‐​370+378[2]
Toxikologische Daten

3200 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 (0 °C, 1000 hPa). Brechungsindex: Na-D-Linie, 20 °C

Heptanal ist ein Aldehyd und eine farblose Flüssigkeit mit scharfem unangenehmen Geruch. Der Trivialname lautet Heptaldehyd.

Vorkommen

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Zitronen enthalten natürlicherweise Heptanal

Heptanal kommt natürlich in den essentiellen Ölen von Ylang-Ylang (Cananga odorata),[4] Muskatellersalbei (Salvia sclarea),[4] Zitrone (Citrus x limon),[4] Bitterorange (Citrus x aurantium),[4] Rose (Rosa),[4] Hyazinthe (Hyacinthus)[4] und Gartenhyazinthe[5] vor.

Darstellung

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Die Entstehung von Heptanal bei der fraktionierten Destillation von Rizinusöl[6] wurde bereits 1878 beschrieben. Die großtechnische Darstellung beruht auf der pyrolytischen Spaltung von Ricinolsäureestern[7] (Arkema-Verfahren) und auf der Hydroformylierung von 1-Hexen mit Rhodium-2-Ethylhexanoat als Katalysator unter Zusatz von 2-Ethylhexansäure (Oxea-Verfahren):[8]

Hydroformylation of 1-Hexene
Hydroformylation of 1-Hexene

Eigenschaften

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Heptanal ist eine entzündliche wenig flüchtige farblose Flüssigkeit von durchdringend fruchtigem bis ölig-fettigem Geruch,[9] welche mit Alkoholen mischbar[4] und praktisch unlöslich in Wasser ist.[2] Wegen seiner Oxidationsempfindlichkeit wird Heptanal unter Stickstoff abgefüllt und mit 100ppm Hydrochinon stabilisiert.[10]

Heptanal bildet entzündliche Dampf-Luft-Gemische. Die Verbindung hat einen Flammpunkt von 39,5 °C.[2] Der Explosionsbereich liegt zwischen 1,1 Vol.‑% als untere Explosionsgrenze (UEG) und 5,2 Vol.‑% als obere Explosionsgrenze (OEG).[2] Die Zündtemperatur beträgt 205 °C.[2] Der Stoff fällt somit in die Temperaturklasse T3.

Verwendung

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Aus Heptanal kann durch Reduktion mittels Wasserstoffaddition 1-Heptanol produziert werden:

Synthese von 1-Heptanol
Synthese von 1-Heptanol

Bei der Oxidation von Heptanal mit Sauerstoff in Gegenwart von Rhodium-Katalysatoren bei 50 °C wird in 95 %iger Ausbeute Heptansäure erhalten.[11] In einer Knoevenagel-Reaktion reagiert Heptanal mit Benzaldehyd unter basischer Katalyse mit hoher Ausbeute und Selektivität (> 90 %) zum alpha-Pentylzimtaldehyd (wegen des jasmintypischen Geruchs auch Jasminaldehyd genannt),[12] das meist als cis/trans-Isomerengemisch in Parfümzubereitungen Verwendung findet.[13]

alpha-Pentylzimtaldehyd (Jasminaldehyd) durch Aldolkondensation von Benzaldehyd mit Heptanal
alpha-Pentylzimtaldehyd (Jasminaldehyd) durch Aldolkondensation von Benzaldehyd mit Heptanal

Als Nebenprodukt entsteht durch Selbstkondensation des Heptanals das unangenehm ranzig riechende (Z)-2-Pentyl-2-nonenal.[14] Heptanal kann in Gegenwart von wässriger Borsäure bei azeotroper Entfernung des Wassers praktisch quantitativ in (Z)-2-Pentyl-2-nonenal überführt werden.[15]

2-Pentyl-2-nonenal durch Selbstkondensation von Heptanal
2-Pentyl-2-nonenal durch Selbstkondensation von Heptanal

Vollständige Hydrierung liefert den auch durch Guerbet-Reaktion aus 1-Heptanol zugänglichen verzweigten primären Alkohol 2-Pentylnonan-1-ol.[16]

Sicherheitshinweise

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Das Einatmen, das Verschlucken oder die Aufnahme über die Haut kann zu Gesundheitsschäden führen. Es kann die Atemwege, Verdauungswege und Augen reizen: z. B. Brennen, Kratzen. Es kann weiterhin die Haut reizen: z. B. Brennen, Juckreiz.

Einzelnachweise

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  1. ↑ Eintrag zu HEPTANAL in der CosIng-Datenbank der EU-Kommission, abgerufen am 23. Oktober 2021.
  2. ↑ a b c d e f g h i j k l m n Eintrag zu Önanthaldehyd in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 8. Januar 2020. (JavaScript erforderlich)
  3. ↑ David R. Lide (Hrsg.): CRC Handbook of Chemistry and Physics. 90. Auflage. (Internet-Version: 2010), CRC Press / Taylor and Francis, Boca Raton FL, Physical Constants of Organic Compounds, S. 3-274.
  4. ↑ a b c d e f g George A. Burdock: Fenaroli’s Handbook of Flavor Ingredients. 5. Auflage. CRC Press, Boca Raton, Fl. 2005, ISBN 0-8493-3034-3, S. 781 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
  5. ↑ N-HEPTANAL (englisch). In: Dr. Duke's Phytochemical and Ethnobotanical Database, Hrsg. U.S. Department of Agriculture, abgerufen am 25. Juli 2023.
  6. ↑ F. Krafft, Distillation of castor oil, under educed pressure, Analyst, 3, 329a (1878).
  7. ↑ A. Chauvel, G. Lefebvre, Petrochemical Processes: Technical and Economic Characteristics, Band 2, S. 277, Editions Technip, Paris, 1989, ISBN 2-7108-0563-4.
  8. ↑ Patentanmeldung DE102007053385A1: Verfahren zur Herstellung von Aldehyden. Angemeldet am 9. November 2007, veröffentlicht am 20. Mai 2009, Anmelder: Oxea Deutschland GmbH, Erfinder: Andreas Fischbach et al.‌
  9. ↑ Richtwerte für gesättigte azyklische aliphatische C4- bis C11-Aldehyde in der Innenraumluft, Bundesgesundheitsbl - Gesundheitsforsch –Gesundheitsschutz, 2009, 52:650–659, doi:10.1007/s00103-009-0860-2.
  10. ↑ Acros Organics, Sicherheitsdatenblatt, Heptaldehyde, stabilized, überarb. am 19. November 2012.
  11. ↑ Patent DE10010771C1: Verfahren zur Herstellung aliphatischer Carbonsäuren aus Aldehyden. Angemeldet am 4. März 2000, veröffentlicht am 3. Mai 2001, Anmelder: Celanese Chem Europe GmbH, Erfinder: Helmut Springer, Peter Lappe.‌
  12. ↑ M. Perez-Sanchez, P. Dominguez de Maria, Synthesis of natural fragrance jasminaldehyde using silica-immobilized piperazine as organocatalyst, Catal. Sci. Technol., 3, 2732-2736 (2013), doi:10.1039/C3CY00313B
  13. ↑ Riechstofflexikon A, alpha-Amylzimtaldehyd, Letzte Änderung am 4. August 2000.
  14. ↑ J. M. Hornback, Organic Chemistry, 2nd edition, S. 886, Thomson Brooks/Cole, 2006, ISBN 0-534-49317-3.
  15. ↑ R.D. Offenhauer, S.F. Nelsen, Aldehyde and ketone condensation reactions catalyzed by boric acid, J. Org. Chem., 33(2), 775-777 (1968), doi:10.1021/jo01266a059.
  16. ↑ G.H. Knothe: Lipid Chemistry, Guerbet Compounds (Memento vom 21. Mai 2016 im Internet Archive), AOCS Lipid Library, 22. Dezember 2011.