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Vanilline
représentations de la molécule de vanilline
Identification
Nom UICPA	4-hydroxyl-3-méthoxybenzaldéhyde
Synonymes	aldéhyde méthylprotocatéchuique * p-vanilline
No CAS	121-33-5
NoECHA	100.004.060
No EC	204-465-2
No RTECS	YW5775000
PubChem	1183
FEMA	3107
SMILES	O=CC1=CC(OC)=C(O)C=C1 PubChem, vue 3D
InChI	InChI : vue 3D InChI=1S/C8H8O3/c1-11-8-4-6(5-9)2-3-7(8)10/h2-5,8H,1H3 InChIKey : MWOOGOJBHIARFG-UHFFFAOYSA-N
Apparence	solide blanc (généralement en aiguilles)
Propriétés chimiques
Formule brute	C8H8O3  [Isomères]
Masse molaire[2]	152,1473 ± 0,0079 g/mol C 63,15 %, H 5,3 %, O 31,55 %,
pKa	7,40 (25 °C)[1]
Propriétés physiques
T° fusion	353–354 K (81,5 °C[3])
T° ébullition	558 K (285 °C[3])
Solubilité	10 g·l−1 dans l'eau (25 °C)[3] Librement sol. dans le chloroforme, l'éther, le CS2, l'acide acétique glacial, la pyridine.
Masse volumique	1,056 g·cm−3 (solide)
Point d’éclair	147 °C
Thermochimie
Cp	équation[4] : CP=(−24.141)+(7.6542E−1)×T+(−4.9618E−4)×T2+(1.3823E−7)×T3+(−1.9509E−11)×T4{displaystyle C_{P}=(-24.141)+(7.6542E-1)times T+(-4.9618E-4)times T^{2}+(1.3823E-7)times T^{3}+(-1.9509E-11)times T^{4}} Capacité thermique du gaz en J·mol−1·K−1 et température en kelvins, de 298 à 1 200 K. Valeurs calculées : 163,471 J·mol-1·K-1 à 25 °C. T (K) T (°C) Cp (Jkmol×K){displaystyle ({tfrac {J}{kmoltimes K}})} Cp (Jkg×K){displaystyle ({tfrac {J}{kgtimes K}})} 298 24,85 163 396 1 074 358 84,85 192 309 1 264 388 114,85 205 777 1 352 418 144,85 218 610 1 437 448 174,85 230 825 1 517 478 204,85 242 439 1 593 508 234,85 253 468 1 666 538 264,85 263 930 1 735 568 294,85 273 838 1 800 598 324,85 283 209 1 861 628 354,85 292 059 1 920 658 384,85 300 401 1 974 688 414,85 308 249 2 026 718 444,85 315 618 2 074 749 475,85 322 744 2 121 T (K) T (°C) Cp (Jkmol×K){displaystyle ({tfrac {J}{kmoltimes K}})} Cp (Jkg×K){displaystyle ({tfrac {J}{kgtimes K}})} 779 505,85 329 180 2 164 809 535,85 335 176 2 203 839 565,85 340 745 2 240 869 595,85 345 899 2 273 899 625,85 350 649 2 305 929 655,85 355 007 2 333 959 685,85 358 984 2 359 989 715,85 362 589 2 383 1 019 745,85 365 833 2 404 1 049 775,85 368 726 2 423 1 079 805,85 371 277 2 440 1 109 835,85 373 495 2 455 1 139 865,85 375 389 2 467 1 169 895,85 376 966 2 478 1 200 926,85 378 271 2 486
Précautions
Directive 67/548/EEC
Phrases R : R22 : Nocif en cas d’ingestion. Phrases S : S24/25 : Éviter le contact avec la peau et les yeux. Phrases R : 22, Phrases S : 24/25,
Écotoxicologie
DL50	1 580 mg·kg−1 (rat, oral), 3 925 mg·kg−1 (souris, oral)[3].
Considérations thérapeutiques
Classe thérapeutique	Antioxidants
Composés apparentés
Isomère(s)	Salicylate de méthyle, Acide mandélique
Autres composés	Eugénol, Phénol
Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.
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La vanilline est un aldéhyde aromatique naturel qui se développe dans les gousses de vanille lors de la préparation de celles-ci comme épice.

On l'utilise pour faire des aromes naturels.

Origine |

La vanilline est, parmi les multiples composants de l'arôme naturel de la vanille, le plus important et le plus caractéristique. Elle représente 0,75 % à 2 % de la masse de la gousse^[5]. Une gousse pesant autour des trois grammes n'en contient donc que 22 à 60 mg.

Elle a été extraite pour la première fois à l'état pur par le chimiste Théodore Nicolas Gobley par macération de la vanille dans l'alcool à 85 °, suivie d'une extraction à l'éther. La substance brune très odorante qu'il obtient après évaporation est portée à ébullition dans l'eau, puis filtrée à chaud. La vanilline est finalement isolée après plusieurs recristallisations successives sous forme de longues aiguilles incolores^[6].

La vanilline a pour la première fois pu être synthétisée en 1874 par Wilhelm Haarmann et Ferdinand Tiemann, à partir de coniférine, un dérivé d'isoeugénol qu'on trouve dans l'écorce de pin^[7]. Karl Reimer propose deux ans plus tard, en 1876, une nouvelle voie de synthèse à partir du gaïacol^[8].

Propriétés physiques et chimiques |

La molécule est un aldéhyde aromatique, d'où ses autres appellations de vanillaldéhyde ou aldéhyde vanillique. En solution, en présence de fer et d'un autre composé alcalin, l'aldéhyde développe une couleur rouge et perd son pouvoir odorant^[9].

La vanilline a une odeur similaire à la vanille avec un goût sucré^[9]. Son intensité aromatique est cependant de 2 à 4 fois moins puissante que celui de l'éthylvanilline^[10].

Production et synthèse |

La vanilline peut être fabriquée à faible coût par divers procédés, alors que la vanille est très chère à produire et à préparer. C'est ainsi que la production industrielle de la vanilline et son utilisation dans l'alimentation et les parfums sont devenues bien plus importantes que la production et l'usage de la vanille naturelle.

À titre indicatif, 1 kg de gousses de vanille entière vaut environ 80 euros quand 1 kg de gousses de vanille en poudre vaut dans les 40 euros et qu'un kilogramme d'arôme artificiel de vanille liquide coûte environ 10 euros.^{[réf. nécessaire]}

Synthèse à partir du gaïacol |

En 1876, Karl Reimer a préparé la vanilline à partir du gaïacol^[8]. Après dissolution du gaïacol dans une solution d'hydroxyde de potassium, on fait réagir le tout avec du chloroforme. Cette réaction donne lieu à la formation de vanilline ainsi que d'un isomère, la méthoxyaldéhyde salicylique. Les deux composés ainsi formés sont séparés par distillation à la vapeur d'eau sous pression de 2 atmosphères^{[réf. nécessaire]}.

Synthèse à partir du 4-hydroxybenzaldéhyde |

La vanilline peut être synthétisée à partir de la 4-hydroxybenzaldéhyde. Cette préparation s'effectue en deux étapes impliquant une substitution électrophile aromatique pour incorporer un atome brome sur le cycle aromatique suivi d'une méthoxylation organométallique à l'aide d'un catalyseur de cuivre^[11].

Synthèse à partir de l'eugénol |

L'eugénol est extrait du clou de girofle.

L'eugénol (1) est transformé en isoeugénol (2), puis en acétate d'isoeugénol, puis en acétate de vanilline, puis en vanilline^{[réf. nécessaire]}.

Synthèse à partir de la lignine |

On utilise la lignine récupérée des eaux résiduaires de l'industrie de la pâte à papier. Cette voie de synthèse oxyde les acides lignosulfoniques à l'aide de l'oxydation par voie humide^[12].

Synthèse à partir de la curcumine |

La curcumine est extraite du curcuma.

Biogénèse à partir des résidus sucriers de la betterave ou de l'industrie du maïs |

Un processus de décomposition de l'acide férulique^[13] de résidus industriels de maïs^[14] ou de betterave sucrière (par un champignon) permet d'aboutir à un arôme riche en vanilline^[15],[16]. Le procédé étant biochimique, l'arôme pourrait être considéré comme arôme naturel et étiqueté comme tel dans la composition de préparations alimentaires.

Recherche et développement |

Une méthode nouvelle^[17] présentée en 2017 par des universitaires indiens qui la présente comme étant plus respectueuse de l'environnement, utilise - à pression atmosphérique - un catalyseur composé d'éléments non rares (silice et cuivre) pour efficacement isoler la vanilline en la séparant des autres composés dans de l'eau bouillante^[17].

Ce catalyseur peut être recyclé quatre fois sans perdre de son efficacité alors que les calyseurs traditionnels devaient être remplacés après une utilisation^[17].

De plus cette méthode ne produit plus d'eaux résiduelles à pH extrêmement élevé (qui nécessitait une neutralisation à l'acide chlorhydrique avant rejet dans l'environnement^[18].

Différences avec la vanille |

La vanilline extraite de la gousse de vanille est exactement la même que celle fabriquée industriellement.

La différence de qualité provient de la complexité et de la richesse de l'arôme naturel de vanille qui contient de nombreux autres composants, alors que la vanilline obtenue par synthèse est chimiquement pure. Les procédés de biogénèse aboutissent en revanche à la formation d'un arôme complexe, et non à un produit chimiquement pur^{[réf. nécessaire]}.

Production mondiale |

La vanilline est l'arôme le plus fabriqué dans le monde, devançant de loin le chocolat et le café; la production d'arômes de vanille est estimée à 12 000 tonnes par an^[19].

Utilisation |

• La vanilline est utilisée pour ses propriétés aromatisantes, soit seule soit en tant que constituant d'un arôme. Il ne faut pas en abuser dans l'arôme car elle possède un goût amer à haute dose. La vanilline (numéro Fema GRAS 3107^[9]) est utilisée dans la création d'arôme vanille, chocolat et banane.


• C'est un produit intermédiaire pour la production de plusieurs dérivés à usage pharmaceutique.


• Ses propriétés chimiques la font parfois utiliser dans certaines réactions en chimie analytique.


• On lui attribue également des vertus aphrodisiaques.^{[réf. nécessaire]}
  


• La vanilline sulfurique (mélange dans l'acide sulfurique concentré) est utilisée pour doser les terpènes par colorimétrie
  

Notes et références |

Liens externes |

• 
  (en) Electronic Plant Information Centre at Royal Botanic Gardens, Kew 2003-11-8
  


• 
  (en) La cristallisation de la vanilline
  


• 
  (en) Compound Display 1183 NCBI database


• 
  (en) COMPOUND: C00755 www.Genome.net

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