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.

Vorkommen

Als sekundäre Pflanzenstoffe sind die Borneole Bestandteile vieler ätherischer Öle, z. B. vorkommend im Koriander, Rainfarn, Salbei, Muskat und Rosmarin.

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 sowie zwei Racematformen.

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,3S,4S)-4,7,7-Trimethyl- bicyclo[2.2.1]heptan-2-ol	(1R,3R,4R)-4,7,7-Trimethyl- bicyclo[2.2.1]heptan-2-ol
andere Namen	endo-Borneol		exo-Isoborneol
	2-Borneol 2-Bornylalkohol
Strukturformel
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[1]	kristalliner, weißer Feststoff[2]	kristalliner, weißer Feststoff[3] mit angenehmen[3] Geruch nach Vanille und Holz[4]
Schmelzpunkt[5]	208–209 °C	208–209 °C	212–214 °C	212–214 °C
	212 °C Racemat		210–215 °C Racemat
Optischer Drehwert [α]D	+ 37° [6]	− 37° [6]	+ 34,1° [7]	− 33,6° [7]
Löslichkeit	unlöslich in Wasser[1]	unlöslich in Wasser[2]	unlöslich in Wasser[3]
GHS- Einstufung	Achtung[1]	Achtung[2]	Achtung[3]
H-Sätze	228	228	315-319-335
	keine EUH-Sätze	keine EUH-Sätze	keine EUH-Sätze
P-Sätze	210-​280[1]	210-​240-​241-​280-​370+378[2]	261-​302+352-​305+351+338-​321[3]
Gefahrstoff- kennzeichnung	Leicht- entzündlich (F) [1]	Leicht- entzündlich (F) [2]	Reizend (Xi) [3]
R-Sätze	11	11	36/37/38
S-Sätze			26-37
LD-50		5800 mg·kg−1 (Ratte, oral)[2]	1750 mg·kg−1 (Maus, oral)[3] 5033 mg·kg−1 (Ratte, oral)[3]

Herstellung

Bei der Reduktion von Campher mit Natriumborhydrid oder Lithiumaluminiumhydrid hingegen entsteht vorwiegend das Stereoisomer Isoborneol:^[8]

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 Methylisoborneol haben Forscher der TU Braunschweig entschlüsselt, gemeinsam mit dem Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung in Braunschweig und der Uni Saarbrücken.^[9]

Verwendung

Struktur von DAIB

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.^[10]

Struktur

• 

  Stäbchenmodell des (S)-Borneol

• 

  Stäbchenmodell des (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

1. ↑ ^{a b c d e} Datenblatt (+)-Borneol bei Carl Roth, abgerufen am 29. April 2010.
2. ↑ ^{a b c d e f} Datenblatt (–)-Borneol bei AlfaAesar, abgerufen am 29. April 2010 (JavaScript erforderlich).
3. ↑ ^{a b c d e f g h} Datenblatt (±)-Isoborneol bei AlfaAesar, abgerufen am 29. April 2010 (JavaScript erforderlich).
4. ↑ Datenblatt (±)-Isoborneol bei Sigma-Aldrich, abgerufen am 29. April 2011.
5. ↑ Thieme Chemistry (Hrsg.): Eintrag zu Borneole im Römpp Online. Version 3.14. Georg Thieme Verlag, Stuttgart 2011, abgerufen am 29. April 2011.
6. ↑ ^{a b} Albert Gossauer: Struktur und Reaktivität der Biomoleküle, Verlag Helvetica Chimica Acta, Zürich, 2006, S. 60, ISBN 978-3-906390-29-1.
7. ↑ ^{a b} Hamada, Hiroki, Bull. Chem. Soc. Jpn. 61 (1988) 869-878.
8. ↑ Jonathan Clayden, Nick Greeves, Stuart Warren, Peter Wothers: Organic Chemistry, Orford University Press, 2001, S. 862. ISBN 978-0-19-850346-0.
9. ↑ Biosynthesis of the Off-flavor 2-Methylisoborneol by the Myxobacterium Nannocystis exedens in: Angew. Chem. 2007, 119, 8436–8439. / Pressemitteilung.
10. ↑ James D. White, Duncan J. Wardrop, and Kurt F. Sundermann. (2S)-(−)-exo-(dimethylamino)isoborneol [(2S)-(−)-DAIB]. In: Organic Synthesis. 2002, 79, S. 130 (Artikel).