Benzaldehyd (100-52-7) Physikalische und Chemische Eigenschaften

Chemisches Profil

Benzaldehyd

Benzaldehyd ist ein einfaches aromatisches Aldehyd, das häufig als synthetisches Zwischenprodukt sowie als Duft- und Aromabestandteil in der Feinchemikalien- und pharmazeutischen Herstellung eingesetzt wird.

CAS-Nummer	100-52-7
Familie	Aromatische Aldehyde
Typische Form	Farblosen bis gelblichen Flüssigkeit
Gängige Qualitäten	BP, EP, FCC, JP, Reagenzienqualität, USP

Hauptsächlich als Zwischenprodukt in der Synthese von Farbstoffen, pharmazeutischen Wirkstoffen und Spezialchemikalien eingesetzt, wird Benzaldehyd auch für die Herstellung von Duftstoffen und Aromen verwendet; Einkaufs- und F&E-Teams wählen üblicherweise Qualitäten und Reinheit entsprechend den Anforderungen nachgelagerter Reaktionen und Formulierungen aus.

Benzaldehyd ist ein einfaches aromatisches Aldehyd und der Mutterstoff der Benzaldehyd-Strukturklasse. Seine Struktur besteht aus einem Benzolring mit einem einzelnen Formylsubstituenten; Summenformel \(\ce{C7H6O}\). Die Carbonylgruppe ist mit dem aromatischen π-System konjugiert, was die Elektrophilie des Formyl-Kohlenstoffs gegenüber aliphatischen Aldehyden abschwächt und die Reaktivität stark beeinflusst (zum Beispiel Anfälligkeit für Luftoxidation und Cannizzaro-typische Disproportionierung unter stark basischen, enolisierungsbegrenzten Bedingungen). Die elektronische Delokalisierung beeinflusst außerdem UV-/IR-Absorption und trägt zum charakteristischen mandelartigen Geruch bei, der industriell in Duft- und Aromaprodukten genutzt wird.

Physikochemisch ist Benzaldehyd eine flüchtige, moderat lipophile Flüssigkeit mit geringer Wasserstoffbrückenbindungskapazität (H‑Brücken-Donoranzahl = 0; H‑Brücken-Akzeptoranzahl = 1) und einem moderaten Verteilungskoeffizienten (log Kow ≈ 1,48). Diese Eigenschaften führen zu begrenzter Wasserlöslichkeit bei signifikanter Flüchtigkeit: Es löst sich gut in gängigen organischen Lösungsmitteln (Alkoholen, Ethern, Ölen), ist mit Ethanol mischbar und verdampft bei Freisetzung in Wasser schnell. Als Aldehyd oxidiert es an der Luft zu Benzoesäure und kann bei längerer Belichtung an Sauerstoff Peroxide oder andere Oxidationsprodukte bilden; es reagiert außerdem mit starken Oxidationsmitteln und Peroxyaciden und unterliegt basen- oder säurekatalysierten Kondensationen sowie redoxchemischen Transformationen, die für Aldehyde in Synthesen charakteristisch sind.

Zu den handelsüblichen Qualitäten dieses Stoffes zählen: BP, EP, FCC, JP, Reagenzienqualität, USP.

Grundlegende Physikalische Eigenschaften

Dichte

• Gemeldete Flüssigkeitsdichten: 1,046 bei 68 \(\mathrm{°F}\); 1,050 bei 15 \(\mathrm{°C}\)/4 \(\mathrm{°C}\); relative Dichte (Wasser = 1) 1,05; Bereich 1,040–1,047.
• Praktische Bedeutung: Flüssiges Benzaldehyd ist etwas dichter als Wasser und wird bei wasserbasierten Verschüttungen absinken; dies beeinflusst Containment- und Sanierungsstrategien.

Schmelzpunkt

• Gemeldete Werte: -15 \(\mathrm{°F}\); -57,12 \(\mathrm{°C}\); -26 \(\mathrm{°C}\).
• Gefrierpunkt auch als -56,9 \(\mathrm{°C}\) angegeben.
• Praktische Bedeutung: Die Verbindung ist unter Standard-Umgebungsbedingungen und bei typischer Kühllagerung eine Flüssigkeit.

Siedepunkt

• Gemeldete Werte: 354 \(\mathrm{°F}\) bei 760 mmHg; 178,7 \(\mathrm{°C}\); 179 \(\mathrm{°C}\).
• Daten bei vermindertem Druck: 62,00 bis 63,00 \(\mathrm{°C}\) bei 10,00 mmHg.
• Praktische Bedeutung: Sieden bei Normaldruck nahe 179 \(\mathrm{°C}\); Destillation unter Vakuum bei niedrigeren Temperaturen wird üblicherweise zur Reinigung verwendet.

Dampfdruck

• Gemeldete Werte (verschiedene Bedingungen): 1 mmHg bei 79,2 \(\mathrm{°F}\); 5 mmHg bei 122,2 \(\mathrm{°F}\); 10 mmHg bei 144 \(\mathrm{°F}\).
• Weitere Angaben: 0,12 mmHg (Bedingungen nicht angegeben); 1,27 mmHg bei 25 \(\mathrm{°C}\); Dampfdruck als 133 Pa bei 26 \(\mathrm{°C}\) angegeben.
• Praktische Bedeutung: Die Dampfdruckwerte zeigen eine beträchtliche Flüchtigkeit bei Umgebungstemperaturen und erhöhten Temperaturen; technische Schutzmaßnahmen sollten Inhalation und Dampfansammlungen begrenzen.

Flammpunkt

• Gemeldete Werte: 148 \(\mathrm{°F}\); 145 \(\mathrm{°F}\) / 63 \(\mathrm{°C}\) (geschlossenes Tiegelverfahren); 73,9 \(\mathrm{°C}\) (offenes Tiegelverfahren); 63 \(\mathrm{°C}\) c.c.
• Entzündlichkeit/Brandverhalten: Untere Explosionsgrenze mit 1,4 Vol.-% angegeben.
• Praktische Bedeutung: Benzaldehyd ist brennbar; Lagerung und Handhabung sollten den üblichen Sicherheitsvorschriften für brennbare organische Flüssigkeiten folgen und Zündquellen meiden.

Chemische Eigenschaften

Löslichkeit und Phasenverhalten

• Gemeldete Wasserlöslichkeit: „weniger als 0,1 mg/mL bei 67,1 \(\mathrm{°F}\)“; „In Wasser 6950 mg/L bei 25 \(\mathrm{°C}\)“; „ca. 0,6 % Gew.-Anteil bei 20 \(\mathrm{°C}\)“; alternativ „6,95 mg/mL bei 25 \(\mathrm{°C}\)“.
• Mischbarkeit/Lösungsverhalten: Mischbar mit Alkoholen (z. B. Ethanol), löslich in Ethern und vielen organischen Lösungsmitteln und Ölen; löslich in flüssigem Ammoniak. Der Wassergehalt im Benzaldehyd bei 20 \(\mathrm{°C}\) wird mit 1,5 Gew.-% angegeben.
• Praktische Interpretation: Die Angaben variieren je nach Umgebungseinheit; Werte um ≈6,95 g/L (6950 mg/L) zeigen eine begrenzte, aber messbare Wasserlöslichkeit. Benzaldehyd ist gut löslich in organischen Medien und wird häufig als Lösungsmittel für Harze und Öle verwendet.

Reaktivität und Stabilität

• Funktionelle Gruppe: Aromatisches Aldehyd (Formyl an Benzol). Reaktivitätsprofil umfasst:
• Luftoxidation zum entsprechenden Carbonsäure (Benzoesäure) bei Einwirkung von Sauerstoff/Licht.
• Anfälligkeit für Peroxidbildung unter bestimmten Bedingungen; bei zeitkritischen Peroxid-bildenden Chemikalien ist Vorsicht geboten.
• Unter starker Base und Abwesenheit von α-Wasserstoff (Formylkohlenstoff hat kein α-H für Enolisierung) erfolgt Disproportionierung (Cannizzaro-Reaktion) statt Aldolkondensation.
• Heftige oder exotherme Reaktionen mit starken Oxidationsmitteln und Peroxycarbonsäuren; Inkompatibilitäten umfassen starke Oxidationsmittel, starke Basen, Alkalimetalle sowie bestimmte Metalle (Eisen, Aluminium) und reaktive organische Verbindungen.
• Stabilität/Haltbarkeit: Allgemein stabil bei empfohlener Lagerung (kühl, dunkel, gut verschlossen). Neigung zur Gelbfärbung bei längerer Lagerung aufgrund von Oxidationsprodukten; für langfristige Reinheit Lagerung unter Inertgas empfohlen.

Thermodynamische Daten

Standardenthalpien und Wärmekapazität

• Standardbildungsenthalpie (Flüssigkeit): -87,0 kJ/mol.
• Molare Wärmekapazität bei 298,15 K (Flüssigkeit): 172,0 J/mol·K.
• Verdampfungswärme: 42,5 kJ/mol bei 179,0 \(\mathrm{°C}\).
• Verbrennungsenthalpie: -3525,0 kJ/mol.
• Praktische Bedeutung: Die thermochemischen Daten unterstützen typische Energiebedarfe für Verdampfung/Destillation und Gefahreneinschätzungen bei Verbrennung.

Molekulare Parameter

Molekulargewicht und Formel

• Molekularformel: \(\ce{C7H6O}\).
• Molekulargewicht: 106,12.
• Exakte/monoisotopische Masse: 106,041864811.
• Anzahl schwerer Atome: 8.
• Verbindung ist neutral (formale Ladung 0).

LogP und Polarität

• Berechneter XLogP: 1,5.
• Experimentell/geschätzter log Kow: 1,48.
• Topologische polare Oberfläche (TPSA): 17,1 Å^2.
• Wasserstoffbrücken-Anzahlen: H‑Brücken-Donoren = 0; H‑Brücken-Akzeptoren = 1; Anzahl drehbarer Bindungen = 1.
• Praktische Interpretation: Moderate Lipophilie mit geringer polarer Oberfläche und minimaler H‑Brückenbindungskapazität erklärt relativ geringe Wasserlöslichkeit, niedriges Bioakkumulationspotential und einfache Verteilung in organische Phasen.

Strukturelle Merkmale

• Strukturelle Zusammenfassung: ein aromatischer Ring (Benzol), direkt substituiert mit einer Formylgruppe (–CHO). Das Formyl-Wasserstoffatom macht die Carbonylgruppe anfällig für Oxidation und nucleophile Additionsreaktionen, wie sie typisch für Aldehyde sind. Die Konjugation mit dem aromatischen Ring verringert die Reaktivität des Carbonyls im Vergleich zu nicht konjugierten aliphatischen Aldehyden.
• Wesentliche synthetische Umwandlungen: Hydrierung des Carbonyls ergibt Benzylalkohol (ein bedeutendes industrielles Derivat); Oxidation liefert Benzoesäure; unter stark basischen Bedingungen ohne α-Wasserstoff unterliegt Benzaldehyd der Cannizzaro-Disproportionierung und erzeugt Benzylalkohol sowie Benzoat-Spezies.

Kennungen und Synonyme

Registernummern und Codes

• CAS-Nummer: 100-52-7
• EG-Nummer / Katalogidentifikator: 202-860-4 (wie angegeben)
• UN-Nummer (Transport): 1990 (wie angegeben)
• Weitere gemeldete Registrierungscodes: FEMA Nummer 2127; UNII TA269SD04T; ChEBI CHEBI:17169; ChEMBL CHEMBL15972

Synonyme und Strukturbezeichnungen

• Gängige Synonyme (gemeldet): Benzaldehyd; Phenylmethanal; Benzoaldehyd; Benzolcarbaldehyd; Benzolcarboxaldehyd; Benzenmethylal; Bittermandelöl (synthetisch).
• Strukturbeschreibungen und Registrierungs-Strings:
• SMILES: C1=CC=C(C=C1)C=O
• InChI: InChI=1S/C7H6O/c8-6-7-4-2-1-3-5-7/h1-6H
• InChIKey: HUMNYLRZRPPJDN-UHFFFAOYSA-N

Industrielle und kommerzielle Anwendungen

Repräsentative Verwendungen und Branchenbereiche

• Hauptanwendungen: Aromastoff und Duftstoffbestandteil in Parfümerie und Lebensmittelaromen; chemisches Zwischenprodukt bei der Herstellung von Farbstoffen und pharmazeutischen Zwischenprodukten; Lösungsmittel für Harze und Öle; Vorläufer für die Hydrierung zu Benzylalkohol. Ein erheblicher Anteil der Produktion wird für Duft-/Aroma-Anwendungen und als Zwischenprodukt für die weitere chemische Synthese verwendet.
• Markt-/Produktionshinweise: Industriell hergestellt durch partielle Oxidation von Toluol und durch Hydrolyse von Benzalchlorid; verfügbar in verschiedenen handelsüblichen Reinheitsgraden für technische, Parfümerie- und pharmazeutische Anwendungen.
• Regulatorische/Anwendungsbeschränkungen: Leitlinien der Duftstoff-/Aromabranche setzen produktkategoriespezifische Höchstkonzentrationen für Fertigprodukte fest (beispielsweise gemeldete Grenzwerte: 0,045 % für Lippenprodukte, 0,014 % für Produkte, die in der Achselhöhle angewendet werden, 0,27 % für fingertip-applizierte Gesichts-/Körperprodukte, 0,15 % für Produkte mit oraler Exposition). Solche Konzentrationsgrenzen werden bei der Produktformulierung verwendet, um Sensibilisierung und systemische Expositionsrisiken zu steuern.

Rolle in Synthese oder Formulierungen

• Synthetische Rollen: vielseitiger elektrophiler Aldehyd, verwendet in nucleophiler Additionschemie, reduktiven Umwandlungen (Hydrierung zu Benzylalkohol) und als Baustein für substituierte Aromaten. Es wird auch als Lösungsmittel oder Co-Lösungsmittel für Harze, Öle und in Formulierungsmatrizes eingesetzt, wo aromatischer Charakter und Flüchtigkeit gefordert sind.
• Formulierungsüberlegungen: Verträglichkeit mit Alkoholen und organischen Lösungsmitteln; Oxidationsanfälligkeit erfordert Antioxidationsmaßnahmen oder Lagerung unter Inertatmosphäre für hochreine Qualitäten, die für Aroma- oder pharmazeutische Anwendungen bestimmt sind.

Sicherheits- und Handhabungsübersicht

Akute und berufliche Toxizität

• Expositionswege: Inhalation, Hautkontakt, orale Aufnahme; systemische Resorption erfolgt über Haut und Lunge. Metabolischer Verbleib umfasst schnelle Oxidation zu Benzoesäure und anschließende Konjugation (z. B. Hippursäure) mit renaler Ausscheidung.
• Wesentliche toxikologische Kennwerte und Effekte (gemeldet): orale LD50 (Ratte) Werte ca. 1300–1430 mg/kg; dermale LD50 (Kaninchen) > 1250 mg/kg. Akute Inhalationsdaten weisen auf mögliche Atemwegsreizungen bei hohen Konzentrationen hin. Gemeldete Gefahrenhinweise (ausgedrückt als Standardgefahrenkategorien in der Praxis) umfassen akute Toxizität (gesundheitsschädlich bei Verschlucken oder Einatmen), Haut- und Augenreizungen, potenzielle Hautsensibilisierung (allergische Kontaktdermatitis) und Effekte auf das zentrale Nervensystem (Benommenheit/Schwindel) bei entsprechend hoher Exposition. Chronische oder wiederholte Expositionen führten in Tierversuchen mit hohen Dosen zu systemischen Effekten; Hinweise auf Tumorentstehung wurden in Langzeitstudien an Mäusen, nicht jedoch an Ratten beobachtet (Studien-Details sind Teil der Toxikologieberichte).
• Berufliche Expositionsrichtwerte (gemeldet): Beispielhafter Arbeitsplatzrichtwert angegeben als 8-Stunden-TWA ca. 2 ppm und STEL ca. 4 ppm (bei geltenden lokalen Grenzwerten bitte regulatorische Anweisungen und produktspezifische Sicherheitsunterlagen konsultieren).

Lager- und Handhabungshinweise

• Lagerung: kühl, trocken und gut belüftet lagern, fern von starken Oxidationsmitteln und Basen; vor Licht und Luft schützen, um Oxidation zu minimieren; Inertgasabdeckung (z. B. Stickstoff) wird für die Langzeitlagerung hochreiner Stoffe empfohlen. Behälter stets gut verschlossen und aufrecht lagern, um Auslaufen zu verhindern.
• Handhabung: Verwendung in gut belüfteten Bereichen oder mit lokalem Absaugsystem; Zündquellen eliminieren; statische Aufladung kontrollieren; bei Umschlag großer Mengen geeignete Erdung/Verbindung verwenden.
• Persönliche Schutzausrüstung: Augen-/Gesichtsschutz, chemikalienbeständige Handschuhe und Schutzkleidung; bei Inhalationsrisiko geeigneten Atemschutz tragen (Luftfilterpatronen für organische Dämpfe oder Frischluftzufuhrgeräte bei hohen Konzentrationen oder Notfallsituationen).
• Brand‑ und Verschüttungsmaßnahmen: geeignete Löschmittel sind Wassernebel, alkoholresistenter Schaum, Trockenchemikalien oder CO2; Dämpfe sind schwerer als Luft und können sich zu Zündquellen ausbreiten. Bei Verschüttung: Eindämmen und Aufnahme mittels inertem Bindemittel, Eindringen in Abflüsse und Gewässer vermeiden; Umweltfreisetzungen wegen Mobilität und Flüchtigkeit des Stoffes beachten.
• Regulatorische/Transporthinweise: brennbare Flüssigkeit; Transportkennungen umfassen UN 1990 (als organische Verbindung) sowie Einstufung als brennbar/entzündlich unter Versandvorschriften, sofern anwendbar. Für detaillierte Gefahren-, Transport- und Vorschriftinformationen ist das produktspezifische Sicherheitsdatenblatt (SDS) sowie die lokale Gesetzgebung zu konsultieren.

Für weitergehende Spezifikationen oder analytische Anforderungen (Assay-Qualität, Verunreinigungsprofil, Auswahl der Verpackungs- und Lagerqualitäten) sollten produktspezifische technische Daten und das Analysenzertifikat des Lieferanten herangezogen werden.