Ethylphenole

Die Ethylphenole bilden eine Stoffgruppe, die sich sowohl vom Phenol als auch vom Ethylbenzol ableitet. Die Struktur besteht aus einem Benzolring mit angefügter Hydroxygruppe (–OH) und Ethylgruppe (–CH₂–CH₃) als Substituenten. Durch deren unterschiedliche Anordnung (ortho, meta oder para) ergeben sich drei Konstitutionsisomere mit der Summenformel C₈H₁₀O. In erster Linie kann man sie als ethylsubstituierte Phenole ansehen.

Vertreter

Ethylphenole

Name

2-Ethylphenol

3-Ethylphenol

4-Ethylphenol

Andere Namen

o-Ethylphenol
2-Ethylhydroxybenzol

m-Ethylphenol
3-Ethylhydroxybenzol

p-Ethylphenol
4-Ethylhydroxybenzol

Strukturformel

Struktur von o-Ethylphenol

Struktur von m-Ethylphenol

Struktur von p-Ethylphenol

04.070

04.021

04.022

Summenformel

C₈H₁₀O

Molare Masse

122,16 g·mol⁻¹

Aggregatzustand

flüssig

fest

Beschreibung

gelbbraune Flüssigkeit<ref name="Alfa2"/>

hellgelbe Flüssigkeit<ref name="Sigma3"/>

gelber bis beiger Feststoff<ref name="Sigma4"/>

Schmelzpunkt

−18 °C<ref name="Sigma2"/>

−4 °C<ref name="Sigma3"/>

40–42 °C<ref name="Sigma4"/>

Siedepunkt

207 °C<ref name="CRC"/>

217 °C<ref name="CRC"/>

219 °C<ref name="CRC"/>

Dichte

1,037 g/ml (25 °C)<ref name="Sigma2"/><ref name="Behal">A. Béhal, E. Choay: Sur les éthylphénols. In: Compt. Rend. Hebd., 118, 1894, S. 422–425 (Digitalisat auf Gallica).</ref>

1,001 g/ml (25 °C)<ref name="Sigma3"/>

1,01 g/cm (25 °C)<ref name="Sigma4"/>

Dampfdruck

0,17 hPa (20 °C)<ref name="Sigma4"/>

Löslichkeit

4,9 g/l (25 °C)<ref name="Thermofisher4">Vorlage:Thermofisher</ref>

pK_s-Wert<ref name="CRC">CRC Handbook of Tables for Organic Compound Identification, Third Edition, 1984, ISBN 0-8493-0303-6.</ref>

10,2

9,90

10,01

GHS-
Kennzeichnung

Gefahrensymbol

Gefahr<ref name="Sigma2"/>

Gefahrensymbol

Achtung<ref name="Sigma3" />

Gefahrensymbol

Gefahr<ref name="Sigma4" />

H- und P-Sätze

302+312+332‐315‐319‐335

302+312+332‐314

318

keine EUH-Sätze

261‐264‐280‐301+312‐302+352‐305+351+338

261‐280‐301+312‐302+352+312‐304+340+312‐305+351+338

280‐305+351+338

Toxikologische Daten

600 mg·kg⁻¹ (LD₅₀, Maus, oral)<ref name="Sigma2"/>

> 2.000 mg·kg⁻¹ (LD₅₀, Ratte, oral)<ref name="Sigma4"/>

Vorkommen

2-Ethylphenol kommt natürlich in Kaffee (Coffea arabica),<ref name="Dr. Duke 2" /> Meerträubel (Ephedra sinica)<ref name="Dr. Duke 2" /> und Artemisia (Artemisia capillaris),<ref name="Dr. Duke o" /> 4-Ethylphenol kommt natürlich in Kaffee (Coffea arabica)<ref name="Dr. Duke 4" /> und Mais (Zea mays)<ref name="Dr. Duke 4" /> vor.

Darstellung

o- und p-Ethylphenol

Die Synthese von o- und p-Ethylphenol geht vom Ethylbenzol aus, das durch eine Friedel-Crafts-Alkylierung aus Benzol und Bromethan mit Aluminiumchlorid als Katalysator hergestellt werden kann. Nitrierung mit Salpetersäure und Schwefelsäure führt zu einem Gemisch von o-Ethylnitrobenzol und p-Ethylnitrobenzol, das mit Eisen und Salzsäure zu den entsprechenden Ethylanilinen reduziert wird. Die Trennung der beiden Isomere wird nach Acetylierung der Aminogruppen durch Essigsäureanhydrid durchgeführt – das p-Isomer ist schlecht wasserlöslich, wohingegen das o-Isomer in Lösung bleibt. Durch Kochen mit Salzsäure werden die Amide verseift und nach einer Diazotierung mit Natriumnitrit und anschließendem Verkochen des Diazoniumsalzes werden die gewünschten Verbindungen erhalten.<ref name="Behal"/>

m-Ethylphenol

Ein Syntheseweg von m-Ethylphenol geht vom p-Ethylanilin aus, das mit Essigsäureanhydrid acetyliert wird, um nach anschließender Nitrierung und Verseifung des Amids mit Salzsäure 4-Ethyl-2-nitroanilin zu erhalten. Die Aminogruppe wird diazotiert und mit Schwefelsäure entfernt, das dabei entstehende 3-Ethylnitrobenzol wird mit Eisen und Salzsäure zum m-Ethylanilin reduziert. Erneutes Diazotieren und Verkochen des Diazoniumsalzes liefert das gewünschte m-Ethylphenol.<ref name="Behal"/>

Eigenschaften

Das 4-Ethylphenol, das die höchste Symmetrie aufweist, besitzt den höchsten Schmelzpunkt. Es ist im Gegensatz zu den anderen beiden Isomeren ein Feststoff. Die Ethylgruppe hat nur geringen Einfluss auf die Acidität der phenolischen OH-Gruppe, die pK_s-Werte weisen nur geringfügige Unterschiede zum Phenol (9,99<ref name="CRC"/>) auf.

Bedeutung im Wein

Der Hefepilz Brettanomyces bruxellensis ist u. a. verantwortlich für einen Weinfehler, vor allem in Rotweinen. Die geschmacksbildenden Substanzen sind hier 4-Ethylphenol, zusammen mit 4-Ethylguajacol und 4-Ethylcatechol. Die Wahrnehmungsschwelle von 4-Ethylphenol liegt bei 440 µg pro Liter. Die Substanz wird mit einem Lackgeruch, nach Pferdeschweiß riechend, phenolisch oder ledrig wahrgenommen.<ref name="Mass145">Riccardo Flamini und Pietro Traldi: Mass Spectrometry in Grape and Wine Chemistry. John Wiley & Sons; 2010. ISBN 978-0-470-39247-8; S. 145.</ref> Ende der 1960er-Jahre wurde 4-Ethylphenol zum ersten Mal von Albert Dinsmoor Webb und Mitarbeitern im Wein nachgewiesen.<ref>A. D. Webb: Wine flavor: Volatile aroma compounds of wines. In: H. W. Schultz (Hrsg.), E. A. Day (Hrsg.), L. M. Libbey (Hrsg.): The chemistry and physiology of flavours. The AVI Publishing Company Inc., Westport Co (1967).</ref>

Biochemisch wird 4-Ethylphenol aus p-Cumarsäure in einem zweistufigen Prozess erzeugt.<ref>Brettanomyces Monitoring by Analysis of 4-ethylphenol and 4-ethylguaiacol at etslabs.com</ref><ref name="Mass145" /> Hierbei wird p-Cumarsäure zu Vinylphenol decarboxyliert und dann zu 4-Ethylphenol oxidiert. Die erste Reaktion wird von in Brettanomyces von einer Hydroxyzimtsäure-Decarboxylase, die zweite von einer Vinylphenolreduktase katalysiert.

Analytischer Nachweis

Mit Eisen(III)-chlorid bildet o-Ethylphenol eine blauviolette Färbung, m-Ethylphenol eine violette Färbung und p-Ethylphenol eine blaue Färbung. m-Ethylphenol bildet mit Essigsäureanhydrid ein flüssiges Acetat, das fruchtartig riecht und einen Siedepunkt bei 222–223 °C hat.<ref name="Behal"/> Der qualitativ-analytische Nachweis kann auch über die leicht herstellbaren Benzoylderivate durchgeführt werden.

Einzelnachweise

<references> <ref name="Alfa2">Datenblatt Vorlage:Linktext-Check bei Alfa Aesar Vorlage:Abrufdatum (Seite nicht mehr abrufbar).</ref> <ref name="Sigma2">Datenblatt Vorlage:Linktext-Check bei Sigma-Aldrich Vorlage:Abrufdatum (PDF).</ref> <ref name="Sigma3">Datenblatt Vorlage:Linktext-Check bei Sigma-Aldrich Vorlage:Abrufdatum (PDF).</ref> <ref name="Sigma4">Datenblatt Vorlage:Linktext-Check bei Sigma-Aldrich Vorlage:Abrufdatum (PDF).</ref> <ref name="Dr. Duke 2">Vorlage:DrDukesDB</ref> <ref name="Dr. Duke 4">Vorlage:DrDukesDB</ref> <ref name="Dr. Duke o">Vorlage:DrDukesDB</ref> </references>

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