Циннамилацетат - Cinnamyl acetate

Циннамилацетат
Cinnamylacetate.svg
Имена
Название ИЮПАК
3-фенилпроп-2-енилацетат
Другие имена
Циннамилацетат; 3-фенилпроп-2-ен-1-илацетат; 3-фенилаллилацетат;[1] 1-ацетокси-3-фенил-2-пропен[2]
Идентификаторы
3D модель (JSmol )
ЧЭБИ
ChemSpider
ECHA InfoCard100.002.838 Отредактируйте это в Викиданных
Номер ЕС
  • 203-121-9
КЕГГ
Номер RTECS
  • GE2275000
UNII
Характеристики
C11ЧАС12О2
Молярная масса176.215 г · моль−1
ВнешностьБесцветная жидкость
ЗапахСладкий, цветочный, бальзамический запах[3]
Плотность1,057 г / мл[4]
Точка кипения 265 ° С (509 ° F, 538 К)[3]
212,3 мг / л[1]
бревно п2.85[5][6]
Давление газа0,008 мм рт. Ст. (20 ° C)[1]
1.539 - 1.543[3]
Опасности
Главный опасностиВызывает раздражение глаз, может вызвать аллергическую кожную реакцию.[7]
Пиктограммы GHSGHS07: Вредно[7]
Сигнальное слово GHSПредупреждение[7]
H317, H319[7]
P261, P264, P272, P280, P302 + 352, P305 + 351 + 338, P321, P333 + 313, P337 + 313, P363, P501[7]
NFPA 704 (огненный алмаз)
точка возгорания 103–113 ° С (217–235 ° F, 376–386 К)[3][8]
Если не указано иное, данные для материалов приводятся в их стандартное состояние (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
проверитьY проверять (что проверитьY☒N ?)
Ссылки на инфобоксы

Циннамилацетат (3-фенилпроп-2-енилацетат) представляет собой химическое соединение семейства коричных сложных эфиров, в котором переменная группа R замещена метильная группа. В результате неароматической двойной связи углерод-углерод циннамилацетат может существовать в Z и E конфигурация:[9]

Циннамиловый эфир.
(E) и (Z) изомеры циннамилацетата.

Циннамилацетат естественным образом содержится в свежей коре корица (Cinnamomum zeylanicum Blume и другие виды Cinnamomum) с концентрациями 2 800–51 000 ppm.[10][5]

Циннамилацетат используется в качестве эфирного ароматизатора, например, в хлебе и кормах для животных и имеет сладкий цветочно-фруктовый аромат.[6][11][12] Кроме того, он используется в некоторых косметических средствах, некоторых туалетных принадлежностях, а также в некосметических продуктах, например, в моющих средствах.[9]


Законодательство и контроль

Циннамилацетат, используемый в ароматизаторах и в качестве ароматизатора, обсуждался несколькими организациями. В 1965 году ассоциация производителей ароматизаторов и экстрактов пометила это соединение как «Общепризнанное безопасным в качестве ароматизатора» (FEMA ). Ассоциация определила средние максимальные уровни использования нескольких продуктов, которые считались безопасными:[13]

НапиткиМороженое, лед и т. Д.КонфетыВыпечкаЖевательная резинка
2,7 частей на миллион6,5 частей на миллион16 частей на миллион11 частей на миллион8,7 частей на миллион

В Европейский парламент зарегистрировал циннамилацетат как ароматизатор и косметическое соединение в 1996 году.[14][15] Сустав (ФАО /ВОЗ ) Комитет экспертов по пищевым добавкам (JECFA ) в 2000 г. описал, что «это вещество не представляет опасности для безопасности при нынешних уровнях потребления при использовании в качестве ароматизатора».[1] В 2009 г. EFSA Группа по материалам, контактирующим с пищевыми продуктами, ферментам, ароматизаторам и технологическим добавкам (CEF) пришла к выводу, что циннамилацетат не вызывает проблем с безопасностью при использовании в качестве ароматизатора в пищевых продуктах.[6] Циннамилацетат также разрешен Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США для использования в качестве ароматизатора в пищевых продуктах, если используется минимальное количество, необходимое для его действия.[16]

Производство и потребление

Оценки среднегодового производства и суточного потребления циннамилацетата в качестве ароматизатора сообщаются ВОЗ. Согласно этому отчету, годовой объем производства в Европе составляет 1498 кг, а в США - 2255 кг. Суточная доза на человека в Европе оценивается в 210 мкг, а в США - 300 мкг. Согласно оценкам, суточная доза на кг массы тела для европейцев составляет 4 мкг / кг, а для американцев - 5 мкг / кг.[17]

Синтез

Поскольку циннамилацетат встречается в естественных условиях в растениях, его можно экстрагировать и очищать для получения соединения. Однако это имеет низкий выход и, следовательно, высокие производственные затраты. Использование химических методов может предложить более эффективные стратегии для производства циннамилацетата.[10]

Есть несколько способов синтезировать циннамилацетат. 2. Один из способов - синтез из циннамиловый спирт 1 и винилацетат. Эта реакция катализируется ферментом гидролаза сложного эфира триацилглицерина, который является липаза это очень характерно для сложноэфирной связи. Побочным продуктом этой реакции является ацетальдегид. Уравнение реакции для этой реакции:[18]

(Е) -Циннамилацетат Биосинтез C V1.svg

Поскольку ацетальдегид оказывает неблагоприятное дезактивирующее действие на липазу, используемую в синтезе, ацетат этила может использоваться в качестве реагента вместо винилацетата. В этом переэтерификация реакция коричный спирт 1 реагирует с этилацетатом с образованием циннамилацетата 2 и этиловый спирт. Этот синтез требует липазы Novozym 435 и проводится в системе без растворителей. Реакция следующая:[12]

(E) -Циннамилацетат Bio Synthesis B V1.svg

Циннамилацетат 2 также может быть синтезирован неферментативной реакцией. Примером такой реакции является реакция с использованием бромистого циннамила. 3 и ацетат натрия в качестве реагентов. Поскольку эти соединения являются несмешивающимися субстратами, можно использовать катализ с переносом твердой фазы в жидкую (PTC), используя бромид четвертичного аммония в качестве катализатор межфазного переноса. Об этом свидетельствует следующая реакция:[19]

(E) -Циннамилацетат PTC Synthesis V1.svg

Помимо этих трех примеров, существует еще много способов синтеза ацетата циннамила.

В реакция присоединения из триоксид диазота к циннамилацетату образует промежуточное соединение при синтезе хлорамфеникол.[20]

Метаболизм

Циннамилацетат принадлежит к группе производных циннамила. Как правило, эти производные циннамила всасываются из кишечника очень быстро, после чего они метаболизируются и выводятся в виде полярных метаболитов с мочой или калом в течение 24 часов.[5][21]

Среди производных циннамила ацетат циннамила принадлежит к группе сложных эфиров корицы. После всасывания из кишечника эта группа соединений является первой. гидролизованный в коричный спирт карбоксилэстеразы. Карбоксилэстеразы - это группа ферментов. Наиболее важными ферментами в этой группе являются A-эстеразы. Они присутствуют в большинстве тканей тела, но преобладают в гепатоциты. Впоследствии циннамиловый спирт является окисленный что приводит к образованию коричный альдегид. Эта реакция катализируется человеком. НАД+ -зависимый алкогольдегидрогеназа. Теперь есть два пути для дальнейшего биотрансформация коричного альдегида. Второстепенный путь биотрансформации - это S-глутатионилирование. Однако основным путем является превращение коричного альдегида в коричная кислота ферментом альдегиддегидрогеназа. Далее коричная кислота превращается в циннамоил КоА который снова превращается либо в циннамоилглицин N-ацилтрансферазой, либо в бензоил-КоА через β-окисление, последний является основным маршрутом. Промежуточные метаболиты в пути β-окисления могут превращаться в 3-гидрокси-3-фенилпропионовую кислоту и ацетофенон, который может выводиться с мочой. Однако превращение этих промежуточных метаболитов осуществляется второстепенными путями. Наконец, бензоил-КоА конъюгирован с глицин при формировании гиппуровая кислота или гидролизуется с образованием свободных бензойная кислота. Он может выводиться с мочой сразу или после глюкуронизация. Гиппуровая кислота, являющаяся основным метаболитом, также выводится с мочой.[5][21][6]

Биотрансформация циннамиловых эфиров.

Токсичность

Поскольку циннамилацетат используется и как ароматизатор, и как ингредиент пищевого ароматизатора, воздействие на кожу и ротовую полость считается основными путями абсорбции. Систематическое воздействие на кожу циннамилацетата через косметические продукты оценивается в 0,0115 мг / кг массы тела / день.[5]

В прошлом было проведено несколько экспериментов на животных для оценки токсичности циннамилацетата. В одном эксперименте пероральная токсичность была проверена на крысах. Крысы получали перорально дозы циннамилацетата и LD50 оказалось 3,3 г / кг. В ходе эксперимента для высоких доз наблюдались такие симптомы, как замедленное дыхание и грубый тремор.[1] Другие эксперименты показали LD50 значения 4,750 г / кг для перорального введения мышам и морским свинкам. Кроме того, LD50 ценность для внутрибрюшинное введение было исследовано и установлено, что оно составляет 1.200 г / кг.[22]

Кроме того, были проведены исследования кожной токсичности. Эксперименты на кроликах привели к LD50 более 5,0 г / кг, но клинических эффектов не наблюдалось. Кроме того, уровень раздражения кожи у свиней проверяли с помощью 48-часовой патч-тест. В этом исследовании применяли 0,05 г циннамилацетата, и раздражения не наблюдалось. В двух других экспериментах изучали раздражение кожи, вызванное 0,1 мл циннамилацетата на морских свинках и кроликах, путем прямого нанесения на кожу (открытое нанесение). В этих экспериментах наблюдалось раздражение от слабого до умеренного.[1]

А NOAEL для перорального приема 275 мг / кг массы тела / день было определено на основании токсикологических данных EFSA Панель по добавкам и продуктам или веществам, используемым в кормах для животных (FEEDAP).[6]

Помимо этих экспериментов на животных, были выполнены некоторые исследования на людях. 48-часовой закрытый патч-тест на пяти здоровых добровольцах-мужчинах был проведен с использованием 5% циннамилацетата в вазелин. В этом исследовании раздражения не наблюдалось. Слабое раздражение наблюдалось в другом 48-часовом тесте на 50 добровольцев мужского пола с использованием 32% циннамилацетата в ацетон. Наконец, исследование сенсибилизации кожи на людях было выполнено на 25 здоровых добровольцах мужского пола. В этом эксперименте тест максимизации (48-часовой пластырь) проводился с использованием 5% циннамилацетата в петролатуме. Реакции сенсибилизации кожи не наблюдалось.[1]

Более того, стандартные тесты Дрейза были использованы для оценки кожной токсичности у людей, морских свинок и кроликов. Это приводило к легкому раздражению кожи при дозах 16 мг за 48 часов для людей и при дозах 100 мг за 24 часа для морских свинок. У кроликов, подвергшихся воздействию доз 100 мг в сутки, наблюдалось умеренное раздражение кожи.[22]

Наконец, способность циннамилацетата вызывать обмены сестринских хроматид был протестирован с использованием Клетки яичника китайского хомяка. Это было сделано потому, что было обнаружено, что другой компонент растительной эссенции и производного корицы, коричный альдегид, увеличили частоту обменов сестринских хроматид, вызванных митомицин С. Однако результат этого теста доказал, что циннамилацетат не вызывает обмен сестринских хроматид из-за отсутствия альфа-бета ненасыщенного карбонильная группа.[23]

Воздействие на животных

Циннамилацетат содержится в масле листьев Cinnamomum osmophloeum дерево, которое растет в центральном и северном Тайване. Установлено, что эти масла обладают антибактериальным, противоминным, антитермитным, антимитным, противогрибковым и противовоспалительным действием. Кроме того, масла проявляют ларвицидную активность против комаров. Aedes aegypti и Aedes albopictus личинки. Однако циннамилацетат играет незначительную роль в этих действиях.[24][25][26][27]

Кроме того, циннамилацетат обладает репеллентным действием на Anopheles gambiae, и поэтому полезен для защиты от этих насекомых.[28]

Рекомендации

  1. ^ а б c d е ж грамм Бхатия С.П., Веллингтон Г.А., Коккиара Дж., Лалко Дж., Летиция С.С., Апи А.М. (01.01.2007). «Обзор ароматического материала на циннамилацетате». Пищевая и химическая токсикология. 45 Дополнение 1 (1): S53–7. Дои:10.1016 / j.fct.2007.09.012. PMID  18031892.
  2. ^ «Уксусная кислота, циннамиловый эфир». webbook.nist.gov. Получено 2018-03-22.
  3. ^ а б c d ПАСПОРТ БЕЗОПАСНОСТИ МАТЕРИАЛА ELAN CHEMICAL COMPANY, INC - Циннамилацетат. Дата обновления: 30 ноября 2005 г.
  4. ^ "103-54-8 CAS MSDS (циннамилацетат) Температура плавления Плотность Химические свойства CAS". www.chemicalbook.com. Получено 2018-03-22.
  5. ^ а б c d е Белсито Д., Бикерс Д., Брюз М., Калоу П., Грейм Х., Ханифин Дж. М., Роджерс А. Э., Сорат Дж. Х., Сайпс И. Г., Тагами Х. (2007). «Токсикологическая и дерматологическая оценка родственных сложных эфиров и спиртов коричной кислоты и циннамилового спирта при использовании в качестве ароматизаторов». Пищевая и химическая токсикология. 45 Дополнение 1: S1–23. Дои:10.1016 / j.fct.2007.09.087. PMID  18035463.
  6. ^ а б c d е Рихен, Гвидо (2017). «Безопасность и эффективность арилзамещенных первичных спиртов, альдегидов, кислот, сложноэфирных и ацетальных производных, принадлежащих к химической группе 22, при использовании в качестве ароматизаторов для всех видов животных». Журнал EFSA. 15 (2): 4672–4692. Дои:10.2903 / j.efsa.2017.4672. PMID  32625398.
  7. ^ а б c d е Pubchem. «Циннамилацетат». pubchem.ncbi.nlm.nih.gov. Получено 2018-03-23.
  8. ^ «Циннамилацетат 166170». Сигма-Олдрич. Получено 2018-03-23.
  9. ^ а б Любке, Уильям (31.01.2018). "циннамилацетат, 103-54-8". www.thegoodscentscompany.com. Получено 2018-03-23.
  10. ^ а б Донг Х., Секундо Ф., Сюэ С., Мао Х (март 2017 г.). «Цельноклеточный биокаталитический синтез циннамилацетата с новой эстеразой из библиотеки ДНК Acinetobacter hemolyticus». Журнал сельскохозяйственной и пищевой химии. 65 (10): 2120–2128. Дои:10.1021 / acs.jafc.6b05799. PMID  28220703.
  11. ^ МакКоннелл, Роб (1986). Отчет об оценке опасности для здоровья. ЮЖНЫЙ БЕНД, ИНДИАНА: ИНТЕРНЭШНЛ БЕЙКЕРС СЕРВИСИС, ИНК.
  12. ^ а б Гэн Б (август 2012 г.). "Синнамилацетат синтез путем катализируемой липазой переэтерификации в системе без растворителей". Биотехнология и прикладная биохимия. 59 (4): 270–275. Дои:10.1002 / баб.1023. PMID  23586860. S2CID  45334781.
  13. ^ Холл, Ричард (1965). III. Вещества GRAS. США: The Garrard Press.
  14. ^ РЕШЕНИЕ КОМИССИИ от 23 февраля 1999 г. об утверждении реестра ароматизирующих веществ, используемых в пищевых продуктах или на них, составленного в соответствии с Регламентом (ЕС) № 2232/96 Европейского парламента и Совета от 28 октября 1996 г.
  15. ^ РЕШЕНИЕ КОМИССИИ от 8 мая 1996 г. об установлении реестра и общей номенклатуры ингредиентов, используемых в косметических продуктах.
  16. ^ "CFR - Свод федеральных правил, раздел 21". www.accessdata.fda.gov. Получено 2018-03-21.
  17. ^ «ЦИННАМИЛОВЫЙ СПИРТ И РОДСТВЕННЫЕ ВЕЩЕСТВА». www.inchem.org. Получено 2018-03-22.
  18. ^ Цай X, Ван В., Линь Л., Хэ Д., Шен Й, Вэй В., Вей Д. (2017-04-01). «Синтез циннамиловых эфиров путем переэтерификации, катализируемой липазой, в неводной системе». Письма о катализе. 147 (4): 946–952. Дои:10.1007 / s10562-017-1994-8. S2CID  99525798.
  19. ^ Девулапелли, Вену Гопал; Вэн, Хун-Шань (25.07.2009). «Синтез циннамилацетата твердофазным катализом с переносом фазы: кинетическое исследование с реактором периодического действия». Catalysis Communications. 10 (13): 1638–1642. Дои:10.1016 / j.catcom.2009.04.032.
  20. ^ Курихара Й, Ямагиши К. (1965-08-01). "Реакция присоединения триоксида диазота к ацетату циннамила 7". Бюллетень химического общества Японии. 38 (8): 1327–1330. Дои:10.1246 / bcsj.38.1327.
  21. ^ а б Бикерс Д., Калоу П., Грейм Х., Ханифин Дж. М., Роджерс А. Е., Сорат Дж. Х., Сайпс И. Г., Смит Р. Л., Тагами Х (июнь 2005 г.). «Токсикологическая и дерматологическая оценка коричного спирта, коричного альдегида и коричной кислоты при использовании в качестве ароматизаторов». Пищевая и химическая токсикология. 43 (6): 799–836. Дои:10.1016 / j.fct.2004.09.013. PMID  15811570.
  22. ^ а б «Номер RTECS GE2275000». ccinfoweb2.ccohs.ca. Получено 2018-03-22.
  23. ^ Сасаки, ЮФ .; Иманиши, Хисако; Охта, Тошихиро; Ширасу, Ясухико (1 июня 1989 г.). «Модифицирующие эффекты компонентов растительной эссенции индукции сестринских хроматидных обменов в культивируемых клетках яичников китайского хомячка». Письма об исследованиях мутаций. 226 (2): 103–110. Дои:10.1016/0165-7992(89)90051-1. PMID  2499782.
  24. ^ Ченг С.С., Лю Дж.Й., Хуанг К.Г., Хсуи Ю.Р., Чен В.Дж., Чанг С.Т. (январь 2009 г.). «Инсектицидное действие эфирных масел листьев Cinnamomum osmophloeum против трех видов комаров». Биоресурсные технологии. 100 (1): 457–64. Дои:10.1016 / j.biortech.2008.02.030. PMID  18396039.
  25. ^ Чанг, Шан-Цзэнь; Чен, Pin-Fun; Чанг, Шан-Чвэнь (2001-09-01). «Антибактериальная активность эфирных масел листьев и их компонентов из Cinnamomum osmophloeum». Журнал этнофармакологии. 77 (1): 123–127. Дои:10.1016 / S0378-8741 (01) 00273-2. ISSN  0378-8741. PMID  11483389.
  26. ^ Чанг С., Ченг С. (2002). «Антитермитическая активность эфирных масел листьев и компонентов из Cinnamomum osmophleum». Журнал сельскохозяйственной и пищевой химии. 50 (6): 1389–1392. Дои:10.1021 / jf010944n.
  27. ^ Ю-Тан Т (2010). «Противовоспалительное действие эфирных масел и их компонентов из листьев местной корицы (Cinnamomum osmophloeum) различного происхождения». Фармацевтическая биология. 48 (10): 1130–1136. Дои:10.3109/13880200903527728. PMID  20815702.
  28. ^ Делетр Э., Чандре Ф., Уильямс Л., Дюменил С., Менют С., Мартин Т. (июнь 2015 г.). «Электрофизиологическая и поведенческая характеристика биоактивных соединений эфирных масел Thymus vulgaris, Cymbopogon winterianus, Cesium cyminum и Cinnamomum zeylanicum против Anopheles gambiae и перспективы их использования в качестве лечебных сеток». Паразиты и векторы. 8: 316. Дои:10.1186 / s13071-015-0934-у. ЧВК  4470088. PMID  26063119.