Куминальдегид (122-03-2) — физические и химические свойства

Химический профиль

Куминальдегид

Ароматический бензальдегид, используемый в качестве ингредиента ароматизаторов и душистых веществ, а также промежуточного продукта в синтезе спецхимикатов, важный для закупок, рецептур и аналитического контроля качества.

Номер CAS	122-03-2
Класс веществ	Бензальдегиды
Типичная форма	Бесцветная до светло-жёлтой жидкость
Распространённые сорта	EP, FCC, JP

Куминальдегид применяется в формулировках душистых веществ и ароматизаторов, как промежуточный продукт для специализированных синтезов, а также в аналитических стандартах для научно‑исследовательских и контрольных лабораторий. Его низкая растворимость в воде и хорошая растворимость в органических растворителях следует учитывать при выборе сортов, условиях хранения и совместимости с рецептурой для производственного или аналитического применения.

Куминальдегид — ароматический альдегид из класса бензальдегидов; формально это 4-изопропилбензальдегид — пара-замещённый бензальдегид с изопропильным (пропан-2-ил) заместителем на ароматическом кольце. Молекула сочетает сопряжённый углеродильный хромофор, непосредственно связанный с ароматической π-системой, с неполярным алифатическим заместителем, создавая баланс между стабилизированной сопряжением реактивностью формильной группы и значительной гидрофобной поверхностью изопропильной группы.

Электронно ароматическое кольцо делокализует π-систему альдегида, в то время как алкильный заместитель слабо электронодонорный за счёт гиперконъюгации; это умеренно снижает электрофильность карбонила по сравнению с небензилированным бензальдегидом. Физикохимически соединение является низкополярной, умеренно липофильной жидкостью (ограниченная водная растворимость, измеряемое октанол–вода распределение) с характерным резким травянистым запахом, типичным для многих летучих ароматических альдегидов. Как представитель распространённых классов ароматизаторов, обладает умеренной летучестью и химической реактивностью в классических преобразованиях альдегидов (окисление, нуклеофильное присоединение, конденсация).

Куминальдегид встречается в природе как компонент различных эфирных масел (особенно зиры) и используется в промышленности в качестве ингредиента для ароматов и вкусов, а также как промежуточное вещество в производстве тонких химикатов; также сообщается о его инсектицидной активности, он встречается в рецептурах, где желательны аромат и биологическая активность. Распространённые коммерческие сорта: EP, FCC, JP.

Основные физические свойства

Плотность

0.973-0.981 \(\mathrm{г\,мл^{-1}}\).

Данный диапазон плотности (немного ниже единицы) типичен для замещённых ароматических жидкостей с данной молярной массой и отражает сочетание ароматического кольца и небольшого алифатического заместителя; значение слегка варьируется с температурой и степенью чистоты (примеси и остаточные растворители).

Температура плавления

Экспериментально определённые данные по этому свойству в доступных источниках отсутствуют.

Температура кипения

235.5 \(\,^\circ\mathrm{C}\).

Относительно высокая температура кипения для моноароматического летучего вещества обусловлена молекулярной массой (148.20) и отсутствием сильных ассоциативных водородных связей; это значение соответствует относительно низкому давлению пара при комнатной температуре.

Давление пара

Экспериментально определённые данные по этому свойству в доступных источниках отсутствуют.

Температура воспламенения

Экспериментально определённые данные по этому свойству в доступных источниках отсутствуют.

Химические свойства

Растворимость и фазовое поведение

Растворимость: 282 мг/л при 20 \(\,^\circ\mathrm{C}\) (экспериментальная).
Описание растворимости: нерастворим в воде; растворим в органических растворителях, маслах.
Смешиваемость: смешивается при комнатной температуре (в этаноле).

Низкая растворимость в воде согласуется с алифатическим заместителем и измеренной липофильностью (см. данные logP). Растворимость в спиртах и распространённых органических растворителях делает куминальдегид пригодным для формулировок ароматизаторов и вкусоносителей, а также для использования как промежуточное вещество в органическом синтезе.

Реактивность и стабильность

Как ароматический альдегид, куминальдегид претерпевает типичные реакции карбонильной группы: нуклеофильное присоединение (например, образование иминов/оснований Шиффа с аминами), окисление до соответствующей карбоновой кислоты, и альдольные конденсации в щелочной среде. Сопряжение с ароматическим кольцом умеряет, но не устраняет реактивность формильного углерода. Альдегидная функциональность может подвергаться медленной аутоокислительной или полимеризационной реакции при длительном воздействии воздуха, света или тепла, а также образовывать аддукты с нуклеофилами; на практике для хранения реакционноспособных альдегидов применяют упаковку под инертной атмосферой и стабилизаторы. Пара-изопропильный заместитель оказывает стерическое и электронное воздействие, влияя на скорость электрофильного замещения и некоторые реакции карбонила по сравнению с бензальдегидом.

Термодинамические данные

Стандартные энтальпии и теплоёмкость

Экспериментально определённые данные по этому свойству в доступных источниках отсутствуют.

Молекулярные параметры

Молекулярная масса и формула

Молекулярная формула: \(\ce{C10H12O}\)
Молекулярная масса: 148.20
Точная/моноизотопная масса: 148.088815002
Количество тяжёлых атомов: 11
Сложность: 121

Формула \(\ce{C10H12O}\) соответствует монозамещённому бензальдегиду с одним атомом кислорода (альдегидная группа) и изопропильным заместителем.

LogP и полярность

Вычисленный XLogP: 2.7
Экспериментальный LogP: 3.170
Топологическая полярная поверхность (TPSA): 17.1 \(\text{Å}^2\)
Количество доноров водородных связей: 0
Количество акцепторов водородных связей: 1
Количество вращающихся связей: 2

Эти характеристики указывают на умеренную липофильность и низкую полярность: молекула предпочитает распределяться в органических фазах и липидных матрицах, имеет только одного акцептора водородной связи (кислород карбонила) и не имеет доноров.

Структурные особенности

Куминальдегид пара-замещён изопропильной группой на бензольном кольце (4-пропан-2-илбензальдегид). Сопряжение между ароматическим кольцом и карбонильной группой стабилизирует формильную π-систему, влияя на спектроскопические свойства и реакционную способность (например, снижая электрофильность карбонила по сравнению с алифатическими альдегидами). Стерическое влияние изопропильной группы умеренное, но может влиять на доступ реагентов к ароматическим положениям и модулировать характер запаха и летучесть по сравнению с небензилированным бензальдегидом.

Идентификаторы и синонимы

Регистрационные номера и коды

CAS: 122-03-2
EC (Европейский комитет): 204-516-9
UNII: O0893NC35F
FEMA Number: 2341

Основные структурные идентификаторы:
- InChI: InChI=1S/C10H12O/c1-8(2)10-5-3-9(7-11)4-6-10/h3-8H,1-2H3
- InChIKey: WTWBUQJHJGUZCY-UHFFFAOYSA-N
- SMILES: CC(C)C1=CC=C(C=C1)C=O

Синонимы и структурные наименования

Распространённые синонимы и варианты названий, используемые в промышленности и поставках: 4‑изопропилбензальдегид, куминальдегид, куминовый альдегид, пара-изопропилбензальдегид, куминаль, кумальдегид, пара-куминовый альдегид, 4‑пропан-2-илбензальдегид. (В коммерческой и аналитической практике применяется несколько близких вариантов одного наименования.)

Промышленные и коммерческие применения

Типичные области применения и отраслевые секторы

Куминальдегид используется в качестве ингредиента для ароматизации и отдушки и встречается естественным образом в различных эфирных маслах (в частности, в тминовом). Типичные области применения включают использование в качестве ароматического компонента в парфюмерии и средствах личной гигиены, ароматизатора в пищевых ингредиентах, а также в качестве промежуточного продукта при производстве тонких химикатов и ароматических соединений. Объемы производства/коммерческой деятельности (агрегированный объем продукции) за последние годы составляют: 2019: <1,000,000 фунтов; 2018: <1,000,000 фунтов; 2017: <1,000,000 фунтов; 2016: <1,000,000 фунтов. Отмечается также наличие инсектицидной активности, что может использоваться в соответствующих продуктах.

В промышленной практике применяются ограничения по концентрациям для использования в готовых потребительских препаратах; типичные ограничения для выбранных категорий готовой продукции включают: Категория 1 (продукты, наносимые на губы) — 0,085%; Категория 2 (продукты, наносимые на подмышечные впадины) — 0,025%; Категория 3 (продукты, наносимые на лицо/тело кончиками пальцев) — 0,51%; Категория 4 (изящные духи) — 0,47%; Категория 6 (продукты с ротовым и губным контактом) — 0,28%. Эти ограничения используются формуляторами для управления риском кожной сенсибилизации.

Роль в синтезе и формулах

Как ароматический альдегид, куминальдегид функционирует как синтетический интермедиат для получения более сложных ароматических производных посредством восстановления, окисления, конденсации или восстановительного аминирования. В формулах он придаёт характерные зелёные, пряные, травяные, слегка кислотные ароматические ноты и внедряется в смеси в низких концентрациях. Альдегидная функциональная группа также позволяет проводить химическую модификацию для получения производных с изменёнными органолептическими профилями или физическими свойствами, используемыми в тонкохимическом производстве.

Обзор безопасности и обращения

Острая и профессиональная токсичность

Для технического материала обычно сообщается информация о рисках по системе GHS: H302 — Вредно при проглатывании; H317 — Может вызывать аллергическую реакцию кожи. Сообщаемые агрегированные классификации опасности включают: Острая токсичность (при приеме внутрь) — Категория 4 и Сенсибилизация кожи — Категория 1B (информация из части уведомлений поставщиков). Эмпирические данные токсикологии у животных при определении летальной дозы при приёме внутрь включают: сонливость и изменения в желудочно-кишечном тракте и печени; вещество является раздражителем кожи и сильным раздражителем глаз, классифицируется как вредное при проглатывании. Ограниченные данные по лепестковым пробам на людях выявили положительные сенсибилизирующие реакции у небольшой части испытуемых.

Профессиональные меры контроля должны быть направлены на минимизацию проглатывания, вдыхания аэрозолей/парок и кожного контакта. Рекомендуется использование соответствующих защитных перчаток, защитных очков и местной вытяжной вентиляции в производственных и рабочих зонах.