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2026-02-24T06:55:59Z

Trimeres Diacetyl: Vorlage Patent: korrigiere Parameter, Dokument auch bei Espacenet verfügbar

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{{Infobox Chemikalie
| Strukturformel = [[Datei:Butandion - Butanedione.svg|150px|Strukturformel von Diacetyl]]
| Andere Namen = * 2,3-Butandion ([[IUPAC-Nomenklatur|IUPAC]])
* Dimethylglyoxal
* Dimethyldiketon
| Summenformel = C4H6O2
| CAS = {{CASRN|431-03-8}}
| EG-Nummer = 207-069-8
| ECHA-ID = 100.006.428
| PubChem = 650
| ChemSpider = 630
| Beschreibung = gelbgrüne Flüssigkeit mit strengem Geruch<ref name="roempp">{{RömppOnline|ID=RD-02-03071|Name=Butan-2,3-dion|Abruf=2014-09-02}}</ref>
| Molare Masse = 86,09 g·[[mol]]−1
| Aggregat = flüssig<ref name="roempp" />
| Dichte = 0,99 g·cm−3 (20 °C)<ref name="GESTIS">{{GESTIS|Name=Butandion|ZVG=26950|CAS=431-03-8|Abruf=2023-01-03}}</ref>
| Schmelzpunkt = −2 [[Grad Celsius|°C]]<ref name="GESTIS" />
| Siedepunkt = 88 °C<ref name="GESTIS" /> (thermische Zersetzung ab 110 °C)
| Dampfdruck = *58,2 h[[Pascal (Einheit)|Pa]] (20 °C)<ref name="GESTIS" />
*99,8 hPa (30 °C)<ref name="GESTIS" />
*163 hPa (40 °C)<ref name="GESTIS" />
*254 hPa (50 °C)<ref name="GESTIS" />
| Löslichkeit = * gut in Wasser (200 g·l−1 bei 25 °C)<ref name="GESTIS" />
* löslich in [[Ethanol]] und [[Diethylether]]<ref name="roempp" />
| Brechungsindex = 1,3951 (20 °C)<ref name="CRC90_3_72">{{CRC Handbook|Auflage=90|Titel=Physical Constants of Organic Compounds|Kapitel=3|Startseite=72}}</ref>
| Quelle GHS-Kz = <ref name="GESTIS" />
| GHS-Piktogramme = {{GHS-Piktogramme|02|06|08|05}}
| GHS-Signalwort = Gefahr
| H = {{H-Sätze|225|302|331|315|317|318|373}}
| EUH = {{EUH-Sätze|-}}
| P = {{P-Sätze|210|280|301+312|304+340+311|305+351+338|314}}
| Quelle P = <ref name="GESTIS" />
| MAK = 0,02 ml·m−3; 0,07 mg·m−3 <ref>''The MAK Collection for Occupational Health and Safety: Diacetyl'' MAK Value Documentation in German Language, 2015, [[doi:10.1002/3527600418.mb43103d0058]].</ref>
}}

'''Diacetyl''' ist eine [[Organische Chemie|organische]] [[chemische Verbindung]] aus der Gruppe der [[Ketone]] und der einfachste Vertreter der Stoffklasse der [[Diketone]]. Es besitzt in verdünnter Form einen ausgeprägten Geschmack und Geruch nach [[Butter]] und ist auch Bestandteil des natürlichen Butteraromas. In hohen Konzentrationen riecht es ranzig. Diacetyl gibt eine positive [[Iodoformprobe]].

Im [[Bierbrauen|Bierbrau-Prozess]] produzieren [[Bierhefe]]n aus dem Stoffwechsel-Zwischenprodukt Acetolactat Diacetyl, das sie weiter zu [[2,3-Butandiol]] reduzieren. Unterbleibt letzterer Abbau oder wird durch ungünstige Nährstoffgehalte die Diacetylfreisetzung forciert, so bekommt das Bier einen deutlichen und unangenehmen Fehlgeschmack. Ähnliche Prozesse mit großem Einfluss auf den Geschmack des [[Wein]]s finden auch bei der Weinlagerung durch spezielle [[Milchsäurebakterien]] (siehe auch [[Milchsäuregärung]] bzw. [[malolaktische Gärung]]) statt (→ [[Weinfehler]]). Am 8. Dezember 2015 veröffentlichten Forscher der Harvard University eine Studie, nach der 39 von 54 untersuchten Liquids für elektrische Zigaretten Diacetyl enthielten.<ref>{{Literatur |Autor=Joseph G. Allen, Skye S. Flanigan, Mallory LeBlanc, Jose Vallarino, Piers MacNaughton, James H. Stewart, David C. Christiani |Titel=Flavoring Chemicals in E-Cigarettes: Diacetyl, 2,3-Pentanedione, and Acetoin in a Sample of 51 Products, Including Fruit-, Candy-, and Cocktail-Flavored E-Cigarettes |Sammelwerk=Environmental Health Perspectives |Band=124 |Nummer=6 |Datum=2015 |Seiten=733–739 |DOI=10.1289/ehp.1510185 |PMID=26642857}}</ref> Allerdings ist Diacetyl zu einem wesentlich höheren Anteil auch in Tabakzigaretten enthalten und liegt auch hier noch unter den von der amerikanischen [[National Institute for Occupational Safety and Health|NIOSH]] ausgegebenen Grenzwerten.<ref>{{Literatur |Autor=Konstantinos E. Farsalinos, Kurt A. Kistler, Gene Gillman, Vassilis Voudris |Titel=Evaluation of Electronic Cigarette Liquids and Aerosol for the Presence of Selected Inhalation Toxins |Sammelwerk=[[Nicotine & Tobacco Research]] |Band=17 |Nummer=2 |Datum=2015-02 |Seiten=168–174 |DOI=10.1093/ntr/ntu176}}</ref>

== Schädigende Wirkung ==
Nachdem bereits im Mai 2000 die Gesundheitsbehörden des US-Bundesstaats Missouri über die Erkrankung von zehn Arbeitern einer Popcorn-Fabrik an [[Bronchiolitis obliterans]], einer sonst eher seltenen Atemwegskrankheit, berichteten und im Zusammenhang damit die Untersuchung der Fabrik durch die US-Arbeitsschutzbehörde [[Occupational Safety and Health Administration|OSHA]] forderten – allerdings ohne wirksame Folgen –, kam es im Juli 2004 vor einem US-Gericht in Iowa zu einer Klage gegen die [[Symrise]] Inc. sowie eine Reihe weiterer Butteraroma-Hersteller, bei der es um Schadensersatzansprüche aufgrund der Erkrankung an Bronchiolitis obliterans ging, bewirkt durch das Einatmen von Diacetyl-Dämpfen, wie sie bei der Herstellung von künstlich aromatisiertem Mikrowellen-Popcorn freigesetzt werden. Geklagt hatten Angestellte eines Lebensmittelherstellers und Zwischenhändler, die Produkte von Symrise in der Lebensmittelverarbeitung einsetzten. Weitere Klagen im Zusammenhang mit der inzwischen als „Popcorn Workers Lung“ bezeichneten Krankheit wurden im Sommer 2005 vor Gerichten in Illinois und St. Louis, Missouri, eingereicht, bis schließlich im Juni 2007 im amerikanischen Kongress ein Gesetzgebungsentwurf eingebracht wurde, verbindliche Grenzwerte für die Diacetylbelastung am Arbeitsplatz festzulegen. Wie [[Der Spiegel]] wenig später berichtete, mussten die Hersteller künstlichen Butteraromas bis zu diesem Zeitpunkt bereits mehr als 100 Millionen Dollar Entschädigungen an kranke Mitarbeiter zahlen, und offiziell wurde sogar der Tod eines Menschen auf die Erkrankung zurückgeführt. Anfang September 2007 wurde schließlich der Fall einer weiteren, schon im Juli diagnostizierten, allerdings bis dahin von den Behörden ignorierten Erkrankung an Bronchiolitis obliterans bekannt, diesmal bei einem Mann, der regelmäßig und in großer Menge selbst zubereitetes Mikrowellen-Popcorn zu sich genommen hatte und anschließend an „Popcorn Workers Lung“ erkrankte, vermutlich, weil er bei der Zubereitung die dabei freigewordenen Diacetyl-Dämpfe eingeatmet hatte. Drei Wochen später verabschiedete daraufhin das US-Repräsentantenhaus den ''Popcorn Workers Lung Disease Prevention Act'', mit dem es die [[Occupational Safety and Health Administration|OSHA]] dazu verpflichtete, verbindliche Standards für den Umgang mit Diacetyl festzulegen.<ref>[http://www.spiegel.de/wissenschaft/mensch/0,1518,504044,00.html ''Schädliche Lebensmittelzusätze – Krankheitsbild Popcorn-Lunge.''] Spiegel-Bericht vom 7. September 2007.</ref><ref>{{Webarchiv|text=''Background on Diacetyl & Popcorn Workers Lung'' |url=http://www.defendingscience.org/Diacetyl-Background.cfm |wayback=20101214035528}}.</ref> Neuere Forschungen zeigen, dass Diacetyl verschiedene Aspekte der Amyloid-β-Aggregation fördert. Solche Beta-Aggregationen werden mit der Alzheimer-Erkrankung in Verbindung gebracht.<ref>{{Literatur |Autor=Swati S. More, Ashish P. Vartak, Robert Vince |Titel=The Butter Flavorant, Diacetyl, Exacerbates β-Amyloid Cytotoxicity |Sammelwerk=[[Chemical Research in Toxicology]] |Band=25 |Nummer=10 |Datum=2012-07 |Seiten=2083–2091 |DOI=10.1021/tx3001016}}</ref>

== Trimeres Diacetyl ==
Unter definierten Bedingungen erhält man aus Diacetyl mehrere strukturell verschiedene [[Trimer|homotrimere]] Verbindungen mit identischer Summenformel (C12H18O6):
* Im Jahr 1902 beschrieben [[Otto Diels]] und Hans Jost ein [[Polymer]]isationsprodukt von Diacetyl, das durch Einwirkung von konzentrierter [[Salzsäure]] auf Diacetyl bei 0 °C entsteht,<ref>{{Literatur |Autor=Otto Diels, Hans Jost |Titel=Ueber die Darstellung des Diacetyls und ein Polymerisationsproduct desselben |Sammelwerk=[[Berichte der deutschen chemischen Gesellschaft]] |Band=35 |Nummer=3 |Datum=1902-07 |Seiten=3290–3299 |DOI=10.1002/cber.190203503137}}</ref> als „eine prachtvoll krystallisierende Verbindung“ mit einem [[Schmelzpunkt]] von 105 °C. Durch [[Derivatisierung]]en und weitere Analysen wurden eine [[Hydroxygruppe]], eine [[Keton|Ketofunktion]], sowie „vier nicht zugängliche Sauerstoffatome“ nachgewiesen. Eine hypothetische, [[Cyclische Verbindungen|tricyclische]] Struktur mit zwei substituierten 1,3-[[Dioxetane|Dioxetan]]- und einem [[1,4-Dioxan]]-Ring wurde bei Friedrich Konrad Beilstein<ref>{{Literatur |Autor=Friedrich Konrad Beilstein, Bernhard Prager, Friedrich Richter |Titel=[[Beilsteins Handbuch der Organischen Chemie]] |Verlag=Springer |Ort=Berlin |Datum=1918 |Band=1 |Seiten=771 |Online={{archive.org |beilsteinshandb00richgoog |Blatt=n814}}}}</ref> als „nicht sehr wahrscheinlich“ eingeschätzt.
: Analysen im Jahr 1999<ref>{{Literatur |Autor=Ioanna Alexandropoulou, Trevor A. Crabb, Asmita V. Patel, John Hudec |Titel=Acid-promoted reactions of butan-2,3-dione |Sammelwerk=[[Tetrahedron]] |Band=55 |Nummer=18 |Datum=1999-04 |Seiten=5867–5874 |DOI=10.1016/S0040-4020(99)00249-5}}</ref> identifizierten die trimere Hauptverbindung als 6-Hydroxy-1,3,6,7,9-pentamethyl-2,8,10,11-tetraoxa-tricyclo[5.2.1.13.9]undecan-4-on und klärten die Strukturen von vier weiteren Nebenprodukten auf. Verwendung dieses Trimers und sein Einsatz in Formulationen von [[Kosmetika]] und [[Therapeutika]] wurde patentiert.<ref>{{Patent
| Land = WO
| V-Nr=2007110415 | Code=A2
| Typ = Patentanmeldung
| Titel = Use of diacetyl trimers and cosmetic or therapeutic formulations containing these compounds
| A-Datum = 2007-03-26
| V-Datum = 2007-10-04
| Erfinder = Karin Schaper, Sabine Lange, Holger Joppe, Gabriele Vielhaber, Jakob Ley
| Anmelder = [[Symrise]]
}}</ref>

* 1961 wurde von Cresswell ''et al.'' ein weiteres Trimer beschrieben, das in vier bis fünf Tagen bei Raumtemperatur unter [[Katalysator|katalytischem]] Kontakt des [[Anionenaustauscher]] Amberlite CG-400 (in der OH−-Form) aus Diacetyl entsteht.<ref>{{Literatur |Autor=R. M. Cresswell, W. R. D. Smith, H. C. S. Wood |Titel=960. The structure of two trimers of biacetyl |Sammelwerk=[[Journal of the Chemical Society]] |Datum=1961 |Seiten=4882–4885 |DOI=10.1039/JR9610004882}}</ref>

* 1968 beschrieben Yankeelov und Mitarbeiter<ref>{{Literatur |Autor=John A. Yankeelov, Carolyn Dempsey. Mitchell, Thomas H. Crawford |Titel=Simple trimerization of 2,3-butanedione yielding a selective reagent for the modification of arginine in proteins |Sammelwerk=[[Journal of the American Chemical Society]] |Band=90 |Nummer=6 |Datum=1968 |Seiten=1664–1666 |DOI=10.1021/ja01008a056}}</ref> ein weiteres Trimer,<ref>{{Substanzinfo|Name=Diacetyl-Trimer |CAS=18114-49-3 |Wikidata=Q89912856 |ECHA-ID= |EG-Nummer= |ZVG= |PubChem=193527 |ChemSpider=167940}}</ref> das von ihnen zur Modifizierung von [[Arginin]]-Resten in Proteinen verwendet wurde.<ref name="Lundblad2014">{{Literatur |Autor=Roger L. Lundblad |Titel=Chemical Reagents for Protein Modification |Auflage=4 |Verlag=CRC Press |Datum=2014 |ISBN=978-1-4665-7191-4 |Seiten=646 |Online=[http://books.google.com/books?id=6V_SBQAAQBAJ&pg=PA646 Google Books]}}</ref>

== Verwendung ==
Durch Kondensation mit [[2,3-Butandiamin]] kann [[2,3,5,6-Tetramethylpyrazin]] gewonnen werden.<ref name="George A. Burdock">{{Literatur| Autor=George A. Burdock | Titel=Fenaroli's Handbook of Flavor Ingredients | Verlag=CRC Press | ISBN=978-1-4200-3787-6 | Jahr=2004 | Online={{Google Buch | BuchID=15HMBQAAQBAJ | Seite=1786 }} | Seiten=1786 }}</ref>

Diacetyl wird als [[Lebensmittelzusatzstoff]] (Butteraroma) verwendet.

== Weblinks ==
* [http://www.defendingscience.org/Diacetyl-Background.cfm Background on Diacetyl & Popcorn Workers Lung]

== Einzelnachweise ==
<references />

{{Normdaten|TYP=s|GND=4396990-2}}

[[Kategorie:Diketon]]
[[Kategorie:Kaffeeinhaltsstoff]]
[[Kategorie:Aromastoff (EU)]]

Diacetyl - Versionsgeschichte

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