Vanilină

Vanilină
General
Nume sistematic	4-hidroxi-3-metoxibenzaldehidă
Nume tradiționale	3-metoxi-4-hidroxibenzaldehidă, 3-metoxi-4-hidroxibenzaldehidă, vanilină, 3-metoxi-4-hidroxibenzaldehidă, 4-formil-2-metoxifenol, 4-hidroxi-3-metoxibenzaldehidă, 4-hidroxi-hidroxi-hidroxid Lioxină, aldehidă metoxiprotocatecuică, aldehidă metilprotocatecuică, p-Hidroxi-m-metoxibenzaldehidă, Rhovanil, Vainillina, Vaniliini, Vanilinas, Vanilie, Vanilaldehidă, aldehidă vanilică, Vanillinum, Wanilina, Zimco [1]
Chim. formulă	C8H8O3 _ _ _ _ _
Proprietăți fizice
Masă molară	152,15 g/ mol
Densitate	1,056 g/cm³
Proprietati termice
Temperatura
•  topirea	80-81°C
•  fierbere	285°C
•  clipește	147°C
Presiunea aburului	15 mmHg Artă. (la 170 °C) [1]
Proprietăți chimice
Solubilitate
• in apa	1 g/100 ml
Clasificare
Reg. numar CAS	121-33-5
PubChem	1183
Reg. numărul EINECS	204-465-2
ZÂMBETE	COC1=C(C=CC(=C1)C=O)O
InChI	InChI=1S/C8H8O3/c1-11-8-4-6(5-9)2-3-7(8)10/h2-5,10H,1H3MWOOGOJBHIARFG-UHFFFAOYSA-N
RTECS	YW5775000
CHEBI	18346
ChemSpider	13860434
Siguranță
LD 50	2000 mg/kg (șobolan, oral) [1]
NFPA 704	unu unu 0
Datele se bazează pe condiții standard (25 °C, 100 kPa), dacă nu este menționat altfel.
Fișiere media la Wikimedia Commons

Vanilina ( vanilia ) este o substanță organică , cristale incolore asemănătoare unui ac, cu miros de vanilie .

Formula chimică a vanillinei . Molecula sa conține aldehidă , eter și grupări funcționale fenolice .

Vanilina se găsește ca glicozidă în fructele și frunzele plantelor din genul Vanilie ( Vanilie ) din familia Orchidaceae ( Orchidaceae ) [2] [3] și este componenta principală a extractului de vanilie . Extractul natural de vanilie este o tinctură filtrată de boabe de vanilie în etanol în apă. Pe lângă vanilină, conține sute de alți compuși chimici .

Acum este folosit în principal sintetic, ca agent de aromatizare în industria alimentară, parfumerie și farmaceutică.

Se folosește și vanilină etil mai scumpă, dar cu miros mai puternic . Se deosebește de vanilină prin înlocuirea grupării metoxi ( ) cu gruparea etoxi ( ) din moleculă.

Din cauza lipsei și a costului ridicat al vanillinei naturale, s-au găsit modalități de sinteza a acesteia din componente mai accesibile. Din punct de vedere istoric, prima a fost sinteza din guaiacol . În prezent, vanilina este sintetizată atât din guaiacol, cât și din lignină  , o componentă a lemnului care este un produs secundar al industriei celulozei și hârtiei.

Vanilina pe bază de lignină are o aromă mai bogată datorită prezenței unui amestec de apocinină .

Context istoric

Vanilia a fost cultivată ca agent aromatizant de către locuitorii Americii precolumbiene ; Aztecii l-au folosit ca aromă pentru ciocolată . Europenii au fost introduși atât în ​​ciocolată, cât și în vanilie în jurul anului 1520.

Vanilina a fost izolată pentru prima dată într-o formă relativ pură în 1858 de către Théodore Nicolas Goblet , care a obținut-o prin evaporarea extractului de vanilie și apoi recristalizarea substanței rezultate din apă fierbinte.

În 1874, oamenii de știință germani Ferdinand Tiemann și Wilhelm Haarmann i-au determinat structura chimică și au găsit o modalitate de a sintetiza vanilina din coniferină, o glicozidă izoeugenol găsită în scoarța de pin . Thimann și Haarmann au fondat Haarmann & Reimer (acum o divizie a Symrise ) și au început prima producție industrială de vanilină în Holzminden ( Germania ). În 1876. Karl Reimer a sintetizat vanilină ( 2 ) din guaiacol ( 1 ):

În 1874, a fost publicată metoda originală de sinteză Timan-Haarmann . În același timp , era deja disponibilă vanilina semisintetică, derivată din eugenol și găsită în uleiul de cuișoare . Formula brevetată de vanilină sintetică a devenit cunoscută în 1894.

Vanilina sintetică a devenit mult mai disponibilă în anii 1930, când producția din ulei de cuișoare a fost înlocuită de producția din deșeuri care conțineau lignină de la fabricarea hârtiei . În 1987, doar o fabrică de hârtie din Ontario a furnizat 60% din piața mondială pentru vanilină sintetică. Acum, cea mai comună metodă de producere a vanilinei este sinteza din guaiacol și acid glicolic .

Din anul 2000, Rhodia comercializează vanilină biosintetică, obținută prin acțiunea microorganismelor asupra acidului ferulic , extras din tărâțe de orez . Acest produs este vândut sub numele de marcă Rhovanil Natural , dar nu poate concura la preț (700 USD/kg) cu vanilina petrochimică, care se vinde cu aproximativ 15 USD/kg.

Fiind în natură

Vanilina reprezintă 2% din greutatea uscată a semințelor de vanilie procesate și este principalul agent de aromatizare printre alte 200 de substanțe aromatice ale acestei plante. În păstăile uscate de înaltă calitate, vanilina relativ pură poate fi văzută ca praf alb sau „geră” pe exteriorul păstăii.

Vanilina se găsește în concentrații scăzute în alimente precum uleiul de măsline , untul , zmeura și litchiul . Învechirea în butoaie de stejar adaugă o aromă de vanilie unor vinuri și băuturi spirtoase . În alte alimente, vanilina este eliberată în timpul tratamentului termic - de exemplu, vanilina contribuie la aroma cafelei , a siropului de arțar și a mâncărurilor din cereale integrale , inclusiv tortilla și fulgi de ovăz .

Obținerea

Vanilină naturală

Vanilina naturală este izolată din fructul speciei Vanilla planifolia , o viță de vie de orhidee originară din Mexic , dar acum comună la tropice din întreaga lume. Principalul producător de vanilină naturală este Madagascar .

În timpul recoltării, fructele verzi conțin vanilină sub formă de β-D- glicozidă . Fructele verzi nu miros a vanilină.

După recoltare, fructele se păstrează câteva luni; procesul de preparare variază în diferite regiuni, dar în general arată astfel: semințele sunt albite în apă fierbinte pentru a suprima procesele din țesuturile vii ale plantei, apoi sunt încălzite alternativ și aburite timp de 1-2 săptămâni: în timpul ziua semințele zac la soare și în fiecare noapte sunt învelite în cârpă și împachetate în recipiente etanșe. În timpul procesului de fermentație , semințele capătă o culoare maro închis. În cele din urmă, semințele sunt uscate și apoi păstrate câteva luni, timp în care mirosul lor este din ce în ce mai intens.

Există mai multe metode accelerate pentru izolarea vanillinei, dar acestea nu sunt utilizate pe scară largă în producție. Pentru a reduce timpul de producție, semințele pot fi zdrobite, congelate, încălzite în alte moduri și tratate cu diverse substanțe chimice.

Sinteză

În 2002, cererea mondială de vanilină a fost de 12 mii de tone, dar numai 1800 de tone au fost produse din surse naturale. Restul a fost produs prin sinteză chimică . Vanilina a fost sintetizată pentru prima dată din eugenol (derivat din uleiul de cuișoare ) în 1874-1875, la mai puțin de 20 de ani după ce a fost descoperită și structura sa chimică stabilită.

Vanilina a fost produsă din eugenol până în anii 1920 (acest proces chimic poate fi realizat cu ușurință în laborator folosind procedura descrisă de Gary Lampman [4] ). Mai târziu a fost sintetizat din „lichidul maro” care conține lignină , un produs secundar al procesului de sulfit în pastă .

Metoda „ligninei” a dispărut din motive de mediu, iar cea mai mare parte a vanilinei este acum produsă din materii prime petrochimice. Acesta este un proces în două etape în care guaiacolul ( 1 ) reacționează cu acidul glioxilic (așa-numita substituție aromatică electrofilă ). Acidul vanililmandelic rezultat ( 2 ) este apoi oxidat într-o singură etapă la acid 4-hidroxi-3-metoxifenilglicolic ( 3 ) și decarboxilat pentru a forma vanilină ( 4 ):

Aplicație

În cea mai mare parte, vanilina este folosită ca agent de aromatizare în dulciuri. Producția de înghețată și ciocolată consumă mai mult de 75% din piața de vanilină. Pentru produse de cofetărie, doza variază de la 0,03 g/kg până la 0,5 g/kg. De asemenea, este folosit în parfumerie și pentru suprimarea mirosurilor și gusturilor neplăcute în medicamente și detergenți.

De asemenea, oamenii de știință din Taiwan au descoperit că vanilina poate fi folosită în medicină pentru tratarea psoriazisului [5] . Ei au efectuat un experiment cu șoareci de laborator, în care au provocat apariția psoriazisului pe piele folosind imiquimod, un imunomodulator care stimulează producția unui număr de proteine ​​ale sistemului imunitar . Apoi, diferitelor grupuri de șoareci li s-au administrat diferite doze de vanilină zilnic, 1, 5, 10, 50 sau 100 de miligrame per kilogram de greutate corporală. Grupul de control de șoareci nu a primit vanilină.

Experimentele au durat 1 săptămână. Drept urmare, s-a dovedit că vanilina a îmbunătățit semnificativ starea șoarecilor, scutindu-le pielea de manifestările psoriazisului. În plus, eficacitatea tratamentului a crescut odată cu creșterea dozei de medicament. Un studiu genetic a arătat că genele care au fost reglate în sus de imiquimod au fost reglate în jos de vanilină. Printre acestea s-au numărat genele responsabile de sinteza interleukinelor 17 și 23 [6] .

Vanilina este folosită ca intermediar chimic în producția de produse farmaceutice și alți compuși chimici. În 1970, mai mult de jumătate din vanilina produsă a fost folosită în producția de alte substanțe chimice, dar în 2004 doar 13% este folosită în aceste scopuri.

Adăugarea de vanilină la electrolit în timpul galvanizării electrochimice contribuie la producerea de acoperiri netede, strălucitoare, cu duritate crescută și, de asemenea, vă permite să extindeți gama de densități de curent de funcționare. .

În plus, vanilina poate fi utilizată ca dezvoltator de uz general în cromatografia în strat subțire pentru a vizualiza componentele amestecului care se separă.

În viața de zi cu zi, vanilina (sub formă de soluții apoase sau uleioase sau amestecuri cu cremă pentru copii ) este folosită și ca repulsiv împotriva țânțarilor și muschilor [7] . Considerat singurul repelent sigur pentru bebeluși .

Ecologie

Gândacii din specia alburn (lat. Scolytus multistriatus) Scolytus multistriatus ), unul dintre purtătorii bolii ulmului olandez , găsesc arborele gazdă prin mirosul de vaniline în timpul depunerii ouălor [8] .

Note

1. ↑ 1 2 3 Vanilină  (link inaccesibil)
2. ↑ Vanilla (Vanilla planifolia) - Informații despre vanilie - Enciclopedia vieții . Consultat la 17 noiembrie 2019. Arhivat din original la 8 noiembrie 2018. (nedefinit)
3. ↑ Vanilla planifolia Andrews. . Consultat la 17 noiembrie 2019. Arhivat din original pe 17 noiembrie 2019. (nedefinit)
4. ↑ Colecția Gary M. Lampman (link indisponibil) . Data accesului: 21 mai 2011. Arhivat din original pe 3 noiembrie 2011. (nedefinit) 
5. ↑ Hui-Man Cheng, Feng-Yuan Chen, Chia-Cheng Li, Hsin-Yi Lo, Yi-Fang Liao. Administrarea orală de vanilină îmbunătățește inflamația cutanată psoriazică indusă de imiquimod la șoareci  // Journal of Agricultural and Food Chemistry. — 29.11.2017. - T. 65 , nr. 47 . - S. 10233-10242 . — ISSN 0021-8561 . - doi : 10.1021/acs.jafc.7b04259 .
6. ↑ Vanilina poate servi drept remediu pentru psoriazis - POLIT.RU . polit.ru. Preluat la 5 decembrie 2017. Arhivat din original pe 6 decembrie 2017. (nedefinit)
7. ↑ Vanilină de la țânțari . antivrediteli.ru. Consultat la 19 iulie 2016. Arhivat din original la 3 iulie 2016. (nedefinit)
8. ↑ Meyer, HJ; Norris, D. M. (17 iulie 1967). „Vanilina și siringaldehida ca atractanți pentru Scolytus multistriatus (Coleoptera: Scolytidae)”. Analele Societății de Entomologie din America . 60 (4): 858-859. DOI : 10.1093/aesa/60.4.858 .

Dicționare și enciclopedii	mare danez Mare norvegian Rusă mare Britannica (online)
În cataloagele bibliografice	GND : 4572822-7