Октаацетат сахарозы - Sucrose octaacetate

Октаацетат сахарозы
Октаацетат сахарозы.png
Имена
Название ИЮПАК
1,3,4,5-Тетра-О-ацетил-β-D-фруктофуранозил 2,3,4,6-тетра-О-ацетил-α-D-глюкопиранозид
Систематическое название ИЮПАК
Уксусная кислота [(2S,3S,4р,5р) -4-ацетокси-2,5-бис (ацетоксиметил) -2 - {[(2р,3р,4S,5р,6р) -3,4,5-триацетокси-6- (ацетоксиметил) -2-тетрагидропиранил] окси} -3-тетрагидрофуранил] сложный эфир
Идентификаторы
3D модель (JSmol )
ECHA InfoCard100.004.339 Отредактируйте это в Викиданных
UNII
Характеристики
C28ЧАС38О19
Молярная масса678,59 г / моль
Внешностьбесцветные иглы
Запахбез запаха
Плотность1,27 г / см3 при 16 ° C
Температура плавления 86,5 ° С (187,7 ° F, 359,6 К)
Точка кипения 250 ° С (482 ° F, 523 К) при 1 мм рт. ст.
мало растворим в воде
Растворимостьрастворим в этиловый спирт, диэтиловый эфир, ацетон, бензол, хлороформ,[1] толуол[2]
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

Октаацетат сахарозы это химическое соединение с формулой C
28ЧАС
38О
19или же (C
2ЧАС
3О
2)
8(C
12ЧАС
14О
3), восьмикратный сложный эфир из сахароза и уксусная кислота. Его молекула можно описать как сахарозу C
12ЧАС
22О
11 с его восемью гидроксил группы HO- заменен на ацетат группы ЧАС
3C – CO
2-. Это кристаллический твердый, бесцветный и без запаха, но сильно горький.[2]

Октаацетат сахарозы используется как инертный ингредиент в пестициды и гербициды, как горькая добавка.

История

Получение октаацетата сахарозы было впервые описано в 1865 г. П. Шутценбергер,[3] но его очистка и характеристика были впервые опубликованы А. Херцфельд в 1887 г.[4][2]

Подготовка

Соединение может быть получено экзотермическая реакция сахарозы с уксусный ангидрид примерно при 145 ° C, с ацетат натрия в качестве катализатор.[2] Продукт можно очистить растворением в этаноле и перекристаллизацией.[5]

Характеристики

Структура

Структура кристаллизованной формы определялась Дж. Д. Оливер и Л. С. Стрикленд в 1984 г., используя дифракция рентгеновских лучей. Кристаллическая система орторомбический, группа симметрии P212121, с параметрами а = 1.835 нм, б= 2,144 нм, c= 0,835 нм, Z=4, V= 3,285 нм3, DИкс = 1.372 грамм /мл. В пираноза и фураноза кольца находятся в «кресле» (4C1) и "крутить" (4Т1) конформации соответственно, в отличие от их конформаций в сахарозе.[6]

Физико-химический

Октаацетат сахарозы плохо растворяется в воде (источники дают от 0,25 до 1,4 грамм / Л при комнатной температуре), но растворим во многих распространенных органических растворителях, таких как толуол и этиловый спирт, из которого он может кристаллизоваться испарением.[2] Он также растворим в сверхкритический диоксид углерода.[7] Это нейтральная молекула, не ионизируемая. водород атомы.[5]

Соединение плавится в вязкую жидкость (29,54 равновесия при 100,2 ° C), что становится ясно стеклянный затвердевает при охлаждении.[2]

В плотность стекловидной формы 1,28 кг;L (при 20 ° C), его показатель преломления пD20 1.4660, его диэлектрическая постоянная составляет 4,5 (при 1 кГц ), и это удельное сопротивление 1,5 × 1014 Ω см. это оптически активный с [α]D24 = +59.79°.[2]

Соединение медленно гидролизует в воде: 0,25% ацетатных сложноэфирных связей разрываются при кипячении в воде в течение 1 часа и 0,20% после выдерживания в воде при 40 ° C в течение 5 дней.

Октаацетат сахарозы разлагается примерно при 285 ° C, но его можно перегонять при пониженном давлении при 260 ° C.[2]

Органолептический

Состав без запаха, но сильно Горький, обнаруживаемый при концентрации 1–2 промилле.[2] Добавление 0,6 грамм соединения до 1 кг сахара делает его слишком горьким для еды.[5]

Температура плавления и возможный полиморфизм

Было значительное расхождение в сообщенных температурах плавления кристаллического соединения. В пяти отчетах за период с 1880 по 1928 год она была 69–70 ° C. В 1930 году сообщалось, что кристаллическая форма плавится при 75 ° C. В 1936 году в другом отчете описывалась другая кристаллическая форма и температура плавления 83 ° C. В 1940 году те же авторы обнаружили 89 ° C. Все отчеты с тех пор давали температуру плавления в диапазоне 83–89 ° C.[5]

Было высказано предположение, что различия могут быть связаны с полиморфизм; а именно, что соединение может кристаллизоваться в двух или более различных кристаллических структурах с разными температурами плавления. Однако современные исследования, включая дифракцию рентгеновских лучей, не смогли найти никаких доказательств полиморфизма.[5]

Реакции

Октаацетат сахарозы можно превратить в другие восьмикратные сложные эфиры жирных кислот сахарозы путем его реакции с соответствующими триглицерид с метоксид натрия как катализатор. Таким образом можно получить сахарозу октакаприлат (C8 цепь), октакапрат (C10, m.p -24 ° С) окталаурат (C12, 10 ° С), октамиристат (C14, 34 ° С), октапальмитат, (C16, 50,5 ° С), октастеарат (C18, 61 ° С), октаолеат (C18 СНГ-9), октаэлаидат (C18 транс-9, 7,4 ° C), и окталинолеат (C18 СНГ-9,12).[8]

Приложения

Горький

Октаацетат сахарозы был использован для определения дегустаторов из не дегустаторы у мышей,[9] в клинических исследованиях лекарственных средств и подсластитель оценки,[5] и в исследованиях физиологии вкуса.[5]

Продукт также использовался в качестве горький и аверсивный агент.[10] До 1993 года это соединение было активным ингредиентом отпускаемых без рецепта препаратов, препятствующих сосанию большого пальца и кусанию ногтей. Он также использовался в спреях и лосьонах для предотвращения вылизывания собак и в качестве добавки для предотвращения проглатывания пестицидов и других токсичных продуктов. [5]

Ароматизатор

Октаацетат сахарозы в качестве ароматизатора пищевых продуктов и напитков, таких как горечи и имбирный эль.[5]

Пластификатор

Октаацетат сахарозы использовался в качестве клея и пластификатор в лаках и пластмассах.[5] Хотя кристаллический характер чистого соединения является препятствием для этого последнего применения, смешанные сложные эфиры, в которых некоторые ацетатные группы заменены на пропионат или же изобутират может быть использован.[11]

Безопасность

Из-за своей низкой токсичности октаацетат сахарозы был разрешен Агентством по охране окружающей среды США для использования в качестве инертного ингредиента в пестицидах,[12] в качестве пищевая добавка,[13][14] и в качестве средства защиты от грызения ногтей и сосания пальца в безрецептурных лекарственных препаратах.[10]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Дэвид Р. Лид (1998): Справочник по химии и физике. CRC Press. ISBN  0-8493-0594-2
  2. ^ а б c d е ж грамм час я Джеральд Дж. Кокс, Джон Х. Фергюсон и Мэри Л. Доддс (1933): «III. Технология октаацетата сахарозы и гомологичных сложных эфиров». Промышленная и инженерная химия, том 25, выпуск 9, страницы 968–970. Дои:10.1021 / ie50285a006
  3. ^ П. Шутценбергер (1865 г.): «Action de l’acide acétique anhydre sur la Cellulose, les Sucres, la mannite et ses congénères». Comptes rendus des séances de l'académie des Sciences, том 61, стр 485.
  4. ^ А. Герцфельд (1887 г.): Zeitschrift des Vereins der deutschen Zucker-Industrie, том 37, стр. 422.
  5. ^ а б c d е ж грамм час я j Уильям Крейг Стагнер, Шалини Гаддам, Рудранги Пармар и Аджай Кумар Ганта (2019): «Октаацетат сахарозы». Глава 5 Профили лекарственных веществ, вспомогательных веществ и соответствующие методики, том 44, страницы 267-291 Дои:10.1016 / bs.podrm.2019.02.002
  6. ^ Дж. Д. Оливер и Л. С. Стрикленд (1984): «Структура октаацетата сахарозы, C28ЧАС38О19, при 173 К ". Acta Crystallographica Раздел C, том 40, выпуск 5, страницы 820-824. Дои:10.1107 / S0108270184005850
  7. ^ Ану Энтони, Джиоти П. Рамачандран, Резми М. Рамакришнан и Пооватинтодийил Равендран (2018): «Проклейка бумаги октаацетатом сахарозы с использованием жидкого и сверхкритического диоксида углерода в качестве зеленой альтернативной среды». Журнал утилизации CO2, том 28, страницы 306-312. Дои:10.1016 / j.jcou.2018.10.011
  8. ^ Рональд Дж. Джандачек и Марджори Р. Уэбб (1978): «Физические свойства чистых октаэфиров сахарозы». Химия и физика липидов, том 22, выпуск 2, страницы 163-176. Дои:10.1016/0009-3084(78)90042-7
  9. ^ Дэвид Б. Хардер, Кристофер Г. Кейплесс, Джон К. Маджо, Джон Д. Ботер младший, Кимберли С. Гэннон, Глэйд Уитни и Эдвин А. Азен (1992): «Средняя чувствительность к окта-ацетату сахарозы предполагает третий аллель. у мышиного локуса горького вкуса Соа и тождество Соа-Руа ». Химические чувства, том 17, выпуск 4, страницы 391–401 ,. Дои:10.1093 / chemse / 17.4.391
  10. ^ а б Агентство по охране окружающей среды США, 21 CFR 310.536
  11. ^ Джордж П. Туи и Герман Э. Дэвис (1960): "Смешанные эфиры глюкозы и сахарозы Патент США 2931802, переуступленный Eastman Kodak Co.
  12. ^ Кристина М. Джарвис (2005): "Переоценка освобождения от требования толерантности к октаацетату сахарозы (Рег. CAS № 126-14-7) ". Маморандум от 21 декабря 2005 г., CFR 180.910.
  13. ^ Агентство по охране окружающей среды США, 21 CFR 172.515
  14. ^ Агентство по охране окружающей среды США, 21 CFR 175.105