Syringaldehyd

Syringaldehyd, seltener auch Syringaaldehyd (3,5-Dimethoxy-4-hydroxybenzaldehyd, FEMA 4049) ist eine organisch-chemische Verbindung mit der Summenformel C₉H₁₀O₄. Es ist ein Derivat des Benzaldehyds mit einer zusätzlichen Hydroxy- und zwei Methoxygruppen als Substituenten. Der Name des Aldehyds stammt von der lateinischen Bezeichnung des Flieders (Syringa).

Strukturformel
Allgemeines
Name	Syringaldehyd
Andere Namen	3,5-Dimethoxy-4-hydroxybenzaldehyd 4-Hydroxy-3,5-dimethoxybenzaldehyd Syringaaldehyd FEMA 4049
Summenformel	C9H10O4
Kurzbeschreibung	Blassgelbe Nadeln
Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer 134-96-3 EG-Nummer 205-167-5 ECHA-InfoCard 100.004.698 PubChem 8655 ChemSpider 8333 Wikidata Q411695
Eigenschaften
Molare Masse	182,17 g·mol^−1
Aggregatzustand	fest
Schmelzpunkt	113 °C
Siedepunkt	192–193 °C (19 hPa)
Dampfdruck	2,59·10^−4 Pa (25 °C)
pKS-Wert	7,0 ± 0,2
Löslichkeit	nahezu unlöslich in Wasser wenig löslich in Petrolether löslich in Ethanol, Ether und Eisessig
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung Achtung H- und P-Sätze H: 302​‐​315​‐​319​‐​335 P: 261​‐​305+351+338
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

Geschichte und Vorkommen

Der Aldehyd wurde erstmals 1889 aus dem im Flieder Syringa vulgaris vorkommenden Glucosid Syringin durch Oxidation und Hydrolyse gewonnen. Syringaldehyd kommt natürlich auch in Ananas, Bier, Weinbrand, Rum, vielen verschiedenen Whisky-Sorten, Sherry, gerösteter Gerste und Hartholzrauch vor.

Gewinnung und Darstellung

Natürliche Quellen

Syringaldehyd entsteht – oft neben erheblichen Mengen Vanillin – beim oxidativen Abbau von Lignin, allerdings mit stark schwankenden Ausbeuten, die entscheidend von der verwendeten Biomasse und den Reaktionsbedingungen abhängen.

Chemische Synthesen

Auf chemischem Wege kann Syringaldehyd durch Reaktion von Vanillin mit Iod zum 5-Iodvanillin und nucleophiler Substitution des Iods durch eine Methoxygruppe in Gegenwart eines Kupfer-Katalysators dargestellt werden. Wesentlich wirtschaftlicher ist der Weg über 5-Bromvanillin, das aus Vanillin entweder durch vollständige Bromierung in Gegenwart eines Imids in zweiphasigem wässrig organischem Lösungsmittelgemisch und Rückoxidation von HBr mit Chlor oder homogen in 95%iger Ausbeute in Methanol erhältlich ist. Brom-Methanol-Gemische sind allerdings selbst reaktiv.

Der Austausch des Bromatoms gegen eine Methoxygruppe gelingt durch Elektronentransferkatalyse durch Kupfersalze unter vergleichsweise milden Reaktionsbedingungen (3 Stunden bei 125 °C) in Methanol/Natriummethanolat im Autoklaven unter Katalyse mit einem System aus basischem Kupfercarbonat und Kohlendioxid in 99%iger Ausbeute. oder in Dimethylformamid mit Natriummethanolat mit Kupfer(I)-chlorid in einer Gesamtausbeute von 86 % bezüglich Vanillin. Einfachere, drucklose Reaktionsführung der Übergangsmetall-induzierten nucleophilen Substitution erlaubt erst der Einsatz von Kupfer(I)komplexen in DMF.

Synthese von Syringaldehyd aus Vanillin

Alternativ ist Syringaldehyd durch regioselektive Demethylierung von 3,4,5-Trimethoxybenzaldehyd im Sauren mit Schwefelsäure in 96%iger Ausbeute, mit Aluminiumchlorid in 95%iger Ausbeute und im Basischen mit wässrigem Dimethylamin unter Druck in 72%iger Ausbeute zugänglich.

Syringaldehyd entsteht durch saure Demethylierung von 3,4,5-Trimethoxybenzaldehyd

Ebenfalls möglich ist die Synthese durch die Duff-Reaktion.

Synthese von Syringaldehyd durch die Duff-Reaktion

Ausgehend von dem industriell verfügbaren p-Kresol wird Syringaldehyd in einer dreistufigen Synthese über 2,6-Dibrom-4-methylphenol (96,5 % Ausbeute), 2,6-Dimethoxy-4-methylphenol (84 %) und Oxidation der Methylgruppe (91 %) in einer Gesamtausbeute von 63 bis 67 % erhalten.

Synthese von Syringaldehyd aus p-Kresol

Eigenschaften

Physikalische Eigenschaften

Syringaldehyd ist ein in blassgelben Nadeln kristallisierender Feststoff, der nahezu unlöslich in Wasser ist sich aber in Ethanol, Diethylether und Eisessig löst. Es schmilzt bei 110–113 °C und siedet bei 192–193 °C bei Unterdruck (19 hPa).

Chemische Eigenschaften

Die Substanz leitet sich strukturell sowohl vom Benzaldehyd als auch vom Syringol (2,6-Dimethoxyphenol) ab. Infolge seines bifunktionalen Charakters ist Syringaldehyd sehr reaktionsfreudig. Durch Veretherung, Veresterung oder Aldolkondensation sind sehr viele Derivate synthetisierbar.

Der pK_s-Wert der phenolischen OH-Gruppe des Syringaldehyds beträgt 7,0 ± 0,2. Dieser Wert ist gegenüber dem Syringol mit 9,98 deutlich niedriger. Die elektronenziehende Aldehydgruppe erhöht durch ihren −M-Effekt die OH-Acidität; die phenolische OH-Bindung wird zunehmend polarisiert. Ähnlich verhält es sich im Vergleich von 4-Hydroxybenzaldehyd mit einem pK_s-Wert von 7,66 zu Phenol mit 9,99, sowie von Vanillin mit einem pK_s-Wert von 7,40 zu Guajacol (2-Methoxyphenol) mit 9,98.

Strukturelle und namentliche Verwandte

Syringol	Syringaalkohol	Syringaldehyd	Syringasäure	Acetosyringon

Verwendung

Der Aldehyd wird als Zwischenprodukt in chemischen Synthesen und als Duftstoff in der Parfümerie eingesetzt.

Syringaldehyd findet wegen seiner vielfältigen Bioaktivitäten ebenso wie wegen seiner Brauchbarkeit als Molekülbaustein für diverse Wirkstoffsynthesen zunehmendes Interesse. Als natürliches Antioxidans hemmt Syringaldehyd wirksam die Oxidation von ungesättigten Ölen und Lecithinen.

Syringaldehyd wirkt zudem hemmend auf das Wachstum der Xylit-produzierenden Hefe Candida guilliermondii. Die bisher bestimmten antimikrobiellen und enzymhemmenden Wirksamkeiten von Syringaldehyd sind gegenüber Standardvergleichssubstanzen relativ schwach. Da Syringaldehyd auch bei der Pyrolyse von Lignin, z. B. beim Verbrennen von Hartholz entsteht, kann Syringaldehyd als molekularer Marker für Rauchemissionen in die Atmosphäre verwendet werden.

Syringaldehyd ist ein Ausgangsstoff für 3,4,5-Trimethoxybenzaldehyd, einer Schlüsselverbindung zur Synthese des Antibiotikums Trimethoprim. Nach einer neueren Vorschrift wird die Zielverbindung aus p-Kresol über das Natriumsalz des Syringaldehyds in einer Gesamtausbeute von 67,4 % erhalten.

Die Knoevenagel-Reaktion von Syringaldehyd mit Bis(2-ethylhexyl)malonat (durch Umesterung von Malonsäurediethylester mit 2-Ethylhexanol) in Gegenwart von Piperidin-Essigsäure liefert in 91%iger Ausbeute Bis(2-ethylhexyl)-3,5-dimethoxy-4-hydroxy-benzylidenmalonat (DESM, Oxynex ST).

Synthese von Oxynex ST aus Syringaldehyd

Es wird als Photostabilisator und Antioxidans in kosmetischen Zubereitungen verwendet, insbesondere zur Stabilisierung von UV-Filtern, wie z. B. Avobenzon in Sonnenschutzmitteln.

Die katalytische Hydrierung der Benzylidenfunktion führt zu Bis(2-ethylhexyl)-3,5-dimethoxy-4-hydroxy-benzylmalonat (HDBM, Ronacare AP), das die durch UV-, VIS- und Nahinfrarot-Licht ausgelöste Bildung reaktiver Sauerstoffradikale (ROS) wirksam unterdrückt und daher Anwendung in Kosmetika mit Lichtschutzfunktion findet.

Weblinks

Commons: Syringaldehyd – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Einzelnachweise

1. Eintrag zu FEMA 4049 in der Datenbank der Flavor and Extract Manufacturers Association of the United States.
2. Eintrag zu Syringaaldehyd. In: Römpp Online. Georg Thieme Verlag, abgerufen am 14. März 2017.
3. Ana R.R.P. Almeida; Bruno D.A. Pinheiro; Ana I.M.C. Lobo Ferreira; Manuel J.S. Monte: Study on the volatility of four benzaldehydes in Thermochim. Acta 717 (2022) 179357, doi:10.1016/j.tca.2022.179357.
4. Feng Xu: Effects of Redox Potential and Hydroxide Inhibition on the pH Activity Profile of Fungal Laccases, Journal of Biological Chemistry, Vol. 272, No. 2, S. 924–928 (PDF).
5. Datenblatt 3,5-Dimethoxy-4-hydroxybenzaldehyd bei Merck, abgerufen am 29. Januar 2012.
6. Datenblatt Syringaldehyde, ≥ 98 % bei Sigma-Aldrich, abgerufen am 14. März 2017 (PDF).
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