Jonone

Die Jonone (von altgriechisch ἴον ion "Veilchen"^[1], auch Ionone, Betonung auf der zweiten Silbe: Jonone) bilden eine Stoffgruppe, die die Einzelsubstanzen α-, β- und γ-Jonon umfasst und von Terpenen abgeleitet sind. Die Substanzen haben einen veilchenartigen Geruch und sind weit verbreitete Naturstoffe, die in vielen Pflanzen vorkommen.

Vorkommen

Alle drei Jononarten sind in Ölen diverser Pflanzen, insbesondere in Beeren, Tee und Tabak, gefunden worden. Veilchenöl enthält ca. 22 % α-Jonon, β-Jonon wird beispielsweise im Hennastrauch gefunden, die Tamarinde enthält γ-Jonon. β-Jonon ist ein Abbauprodukt von β-Carotin.

Vom α-Jonon werden beide Enantiomere [(R)-α-Jonon und (S)-α-Jonon] in der Natur gefunden.

Eine Übersicht über die Einzelsubstanzen und deren Eigenschaften gibt die folgende Tabelle.

Jonone
Name	α-Jonon	β-Jonon	γ-Jonon
Strukturformel	(R)-α-Jonon (S)-α-Jonon	β-Jonon	(R)-γ-Jonon (S)-γ-Jonon
Andere Namen	Violon (E)-Megastigma-4,7-dien-9-on (E)-4-(2,6,6-Trimethyl-2-cyclohexen-1-yl)-3-buten-2-on	Boronion (E)-Megastigma-5(13),7-dien-9-on (E)-4-(2,6,6-Trimethyl-1-cyclohexen-1-yl)-3-buten-2-on	(E)-Megastigma-4,7-dien-9-on (E)-4-(2-Methylen-6,6-Dimethyl-cyclohexan-1-yl)-3-buten-2-on
	MIXED IONONES (INCI)[2]
CAS-Nummer	127-41-3 (rac) 24190-29-2 (R) 14398-36-8 (S)	79-77-6	24190-32-7
	8013-90-9 (Gemisch)
PubChem	5282108	638014	5363741
Summenformel	C13H20O
Molare Masse	192,30 g·mol−1
Aggregatzustand	flüssig
Kurzbeschreibung	farblose bis gelbliche, viskose Flüssigkeit (R)-Enantiomer: mit veilchenartigem, himbeerartigem, blumigem Geruch[3] (S)-Enantiomer: mit holzig-veilchenartigem Geruch[4]	farblose Flüssigkeit mit holzig-veilchenartigem Geruch[4]	–
Dichte	0,93 g·cm−3[5]	0,95 g·cm−3[6]	–
Schmelzpunkt	–	−49 °C[6]	–
Siedepunkt	237 °C[5]	126–128 °C (16 hPa)[7]	–
Dampfdruck	0,13 Pa (20 °C)[5]	–	–
Optische Aktivität	[α]D23: +347° (D)[8] [α]D25: 0° (DL)[8] [α]D27: −406° (L)[8]	[α]D27: 0°[8]	–
Brechungsindex	1,5016 (20 °C) (D)[8] 1,5041 (20 °C) (DL)[8] 1,5000 (25 °C) (L)[8]	1,5198 (20 °C)[8]	–
GHS- Kennzeichnung	Gefahr[9]	Achtung[7]	keine Einstufung verfügbar
H- und P-Sätze	334	315	siehe oben
	keine EUH-Sätze	keine EUH-Sätze	siehe oben
	261​‐​342+311	keine P-Sätze	siehe oben

Gewinnung und Darstellung

Die Jonone können entweder aus entsprechenden Pflanzenölen gewonnen oder auch synthetisch hergestellt werden.

1893 wurde von Wilhelm Haarmann für die Firma Haarmann & Reimer ein Verfahren zu Synthese von α- und β-Jonon aus Citral entwickelt und patentiert. Danach wird Citral im basischen Milieu mit Aceton kondensiert. Hierbei entsteht Pseudojonon.

Dieses lässt sich beim Erwärmen mit verdünnter Säure zu einem Gemisch aus α- und β-Jonon cyclisieren.

Je nach Reaktionsbedingungen ändert sich das Verhältnis von α- zu β-Jonon. Bei der Cyclisierung mit Phosphorsäure entsteht hauptsächlich α-Jonon, mit Schwefelsäure β-Jonon.

Durch die Umsetzung von Pseudojonon mit Bortrifluorid und konzentrierter Essigsäure lässt sich mit hoher Ausbeute reines β-Jonon herstellen.

Durch Ultraviolettstrahlung lässt sich die normalerweise in der trans-Konfiguration vorliegende Doppelbindung der Seitenkette in die cis-Konfiguration überführen.

Biosynthese

Die Duftkomponenten α- und β-Jonon sind C₁₃-Apocarotinoide. Apocarotinoide werden in zahlreichen Pflanzen durch die oxidative Spaltung von Carotinoiden durch Enzyme aus der Familie der carotinoidspaltenden Dioxygenasen (Carotenoid Cleavage Dioxygenases, CCD) synthetisiert. So wurde gezeigt, dass die Subfamilie CCD1 in Petunien (Petunia) und der Süßen Duftblüte (Osmanthus fragrans) die Doppelbindungen in 9,10 und/oder 9‘,10‘-Position von C₄₀-Carotinoiden spalten. Dies geschieht in O. fragrans besonders an den in hoher Konzentration vorhandenen Pigmenten α- und β-Carotin. Studien legen die Existenz von weiteren Synthesen von α- und β-Jonon durch andere CCD-Enzyme in verschiedenen Pflanzen und in O. fragrans nahe.^[11]

Verwendung

Jonon wird in großen Mengen in der Riechstoffindustrie, zumeist in Blumen- oder Phantasie-Kompositionen, eingesetzt. Je nach Anwendungsbereich werden hier Isomerengemische oder einzelne Isomere, welche sich alle im Duft unterscheiden, verwendet. Auch für die Herstellung von Aromen werden im geringeren Umfang Jonone eingesetzt.

Auch dienen sie zur Herstellung der in der Parfümerie wichtigen Damascenonen und Isomethyljononen (α-Isomethylionon).

β-Jonon ist außerdem eine wichtige Ausgangssubstanz für die Produktion von Retinol und Carotinen.

Biologische Bedeutung

Jonone können vom Menschen noch in sehr geringen Konzentrationen gerochen werden. Für β-Jonon liegt die Geruchsschwelle bei 10⁻⁷ mg pro Liter Luft oder 0,1 ppb, für (R)-γ-Jonon bei 11 ppb und bei (S)-γ-Jonon 0,07 ppb.^[12]

Sicherheitshinweise

Der LD₅₀-Wert (Ratte, oral) liegt für α-Jonon bei 4590 mg·kg⁻¹, für β-Jonon bei 2920 mg·kg⁻¹.

Jonone besitzen ein allergenes Potential und sollten deshalb wenn möglich mit Handschuhen gehandhabt werden.

α-Jonon ist außerdem in der Wassergefährdungsklasse 2 (wassergefährdend) eingeteilt.

Literatur

• Dieter Martinetz, Roland Hartwig: Taschenbuch der Riechstoffe. 1. Auflage. Verlag Harri Deutsch, Frankfurt am Main 1998, ISBN 3-8171-1539-3.
• Hans Beyer, Wolfgang Walter, Wittko Francke: Lehrbuch der Organischen Chemie. 23. Auflage. S. Hirzel Verlag, Stuttgart/ Leipzig 1998, ISBN 3-7776-0808-4.
• Eberhard Breitmaier: Terpene. (= Teubner Studienbücher). 1. Auflage. Stuttgart u. a. 1999, ISBN 3-519-03548-0.
• Eintrag zu Jonone. In: Römpp Online. Georg Thieme Verlag, abgerufen am 25. Mai 2014.

Einzelnachweise

1. ↑ Helmut Genaust: Etymologisches Wörterbuch der botanischen Pflanzennamen. 1976, doi:10.1007/978-3-0348-7650-6. 
2. ↑ Eintrag zu MIXED IONONES in der CosIng-Datenbank der EU-Kommission, abgerufen am 13. November 2021.
3. ↑ Bernd Schäfer: Naturstoffe in der chemischen Industrie. Spektrum Akademischer Verlag, 2007, ISBN 978-3-8274-1614-8, S. 73.
4. ↑ ^{a b} Eintrag zu Jonone. In: Römpp Online. Georg Thieme Verlag, abgerufen am 25. Mai 2014.
5. ↑ ^{a b c} Datenblatt α-Jonon bei Merck, abgerufen am 20. Februar 2010.
6. ↑ ^{a b} Datenblatt β-Jonon (PDF) bei Carl Roth, abgerufen am 20. Februar 2010.
7. ↑ ^{a b} Datenblatt β-Jonon bei Sigma-Aldrich, abgerufen am 14. Oktober 2023 (PDF).
8. ↑ ^{a b c d e f g h} CRC Handbook of Chemistry and Physics, 60th Edition, CRC Press, 1980.
9. ↑ Datenblatt a-Ionone bei Sigma-Aldrich, abgerufen am 3. Mai 2011 (PDF).
10. ↑ Bernd Schäfer: Naturstoffe in der chemischen Industrie. Spektrum Akademischer Verlag, 2007, ISBN 978-3-8274-1614-8, S. 64–65.
11. ↑ Susanne Baldermann, Masaya Kato, Peter Fleischmann, Naoharu Watanabe: Biosynthesis of α- and β-ionone, prominent scent compounds, in flowers of Osmanthus fragrans. In: Acta Biochimica Polonica. Band 59, Nr. 1, 2012, S. 79–81, doi:10.18388/abp.2012_2176. 
12. ↑ Elisabetta Brenna, Claudio Fuganti, Stefano Serra, Philip Kraft: Optically Active Ionones and Derivatives: Preparation and Olfactory Properties. In: Eur. J. Org. Chem. 2002, S. 967–978.