stringtranslate.com

Гумулен

Гумулен , также известный как α-гумулен или α-кариофиллен , представляет собой встречающийся в природе моноциклический сесквитерпен ( C15H24 ), содержащий 11-членное кольцо и состоящий из 3 изопреновых единиц, содержащих три несопряженные двойные связи C=C, две из которых являются трижды замещенными, а одна — дважды замещенной. Впервые он был обнаружен в эфирных маслах Humulus lupulus ( хмеля ), от которого он получил свое название. [2] Гумулен является изомером β-кариофиллена , и эти два вещества часто встречаются вместе в виде смеси во многих ароматических растениях.

Происшествие

Хмель обыкновенный

Гумулен является одним из компонентов эфирного масла из цветущей шишки растения хмеля, Humulus lupulus , от которого он получил свое название. Концентрация гумулена варьируется в зависимости от разновидности растения, но может составлять до 40% эфирного масла. [3] Гумулен и продукты его реакции в процессе пивоварения придают многим сортам пива их «хмелевой» аромат. Было обнаружено, что благородные сорта хмеля имеют более высокий уровень гумулена, в то время как другие горькие сорта хмеля содержат низкие уровни. [4] [ ненадежный источник? ] В процессе пивоварения образуются множественные эпоксиды гумулена. В научном исследовании, включающем анализ образцов методом газовой хроматографии и масс-спектрометрии и обученную сенсорную группу, было обнаружено, что продукты гидролиза эпоксида гумулена II специально создают «хмелевой» аромат в пиве. [5] [6]

α-Гумулен был обнаружен во многих ароматических растениях на всех континентах, часто вместе с его изомером β-кариофилленом. Доказанными источниками α-гумулена в атмосферу являются сосны, [7] апельсиновые сады, [8] болотные бузины , [9] табак, [10] и поля подсолнечника. [11] α-Гумулен содержится в эфирных маслах ароматических растений, таких как Salvia officinalis (шалфей лекарственный, кулинарный шалфей), [12] Lindera strychnifolia Uyaku или японский пряный куст, вид женьшеня , [13] до 29,9% эфирных масел Mentha spicata , [14] семейства имбирных (Zingiberaceae), [15] 10% масла листьев Litsea mushaensis , китайского лаврового дерева, [16] 4% экстракта листьев Cordia verbenacea , кустарника в прибрежных тропических районах Южной Америки (erva baleeira), но с 25% транс -кариофиллена [17] и является одним из химических соединений, которые способствуют вкусу специи Persicaria odorata или вьетнамского кориандра и характерному аромату каннабиса . [18]

Приготовление и синтез

Гумулен — один из многих сесквитерпеноидов, которые получают из фарнезилдифосфата (ФПП). Образование гумулена из ФПП катализируется ферментами синтеза сесквитерпенов. [19]

Этот биосинтез можно имитировать в лаборатории, приготовив аллильный станнан из фарнезола, что называется синтезом Кори. Существуют различные способы синтеза гумулена в лаборатории, включающие различные замыкания связи CC в макроцикле. Синтез Мак-Мерри использует реакцию карбонильного сочетания, катализируемую титаном; синтез Такахаши использует внутримолекулярное алкилирование аллилгалогенида защищенным анионом циангидрина; синтез Сугиноме использует фрагмент геранил; а синтез де Гроота синтезирует гумулен из сырого дистиллята эвкалиптового масла. [20] Гумулен также можно синтезировать, используя комбинацию четырехкомпонентной сборки и циклизации, опосредованной палладием, описанную ниже. Этот синтез примечателен простотой конструкций связи C−C и этапов циклизации, что, как полагают, окажется полезным в синтезе родственных политерпеноидов. [21]

Чтобы понять региоселективность гумулена, тот факт, что одна из двух трижды замещенных двойных связей C═C значительно более реакционноспособна, его конформационное пространство было исследовано с помощью вычислений, и были идентифицированы четыре различные конформации. [22]

Исследовать

В лабораторных исследованиях гумулен изучается на предмет потенциального противовоспалительного действия. [23] [24]

В 2015 году исследователи из Бразилии определили, что α-гумулен является активным компонентом, способствующим отпугиванию насекомых в масле листьев коммифоры лептофлоеос , в частности, против «желтолихорадочного комара» Aedes aegypti . [25] [26]

Химия атмосферы

α-Гумулен — это биогенное летучее органическое соединение , выделяемое многочисленными растениями (см. встречаемость) с относительно высоким потенциалом для образования вторичных органических аэрозолей в атмосфере. Он быстро реагирует с озоном на солнечном свете (фотоокисление) с образованием оксигенированных продуктов. α-Гумулен имеет очень высокий коэффициент скорости реакции (1,17 × 10−14 см3 молекула  − 1 с − 1 ) по сравнению с большинством монотерпенов. Поскольку он содержит три двойные связи, возможны продукты первого, второго и третьего поколения, каждый из которых может конденсироваться с образованием вторичного органического аэрозоля. При типичных соотношениях смешивания тропосферного озона 30 ppb время жизни α-гумулена составляет около 2 мин, в то время как продукты первого и второго поколения имеют среднее время жизни 1 ч и 12,5 ч соответственно. [27]

Ссылки

  1. ^ Merck Index , 12-е издание, 4789
  2. ^ Гленн Тинсет, «Аромат и вкус хмеля», январь/февраль 1993 г., Brewing Techniques. <http://realbeer.com/hops/aroma.html> Доступ 21 июля 2010 г.
  3. ^ Кациотис, ST; Лангезал, ЧР; Шеффе, JJC (1989). «Анализ летучих соединений из шишек десяти сортов Humulus lupulus». Планта Мед . 55 (7): 634. doi : 10.1055/s-2006-962205.
  4. ^ "Архивная копия". Архивировано из оригинала 2015-09-24 . Получено 2011-04-17 .{{cite web}}: CS1 maint: архивная копия как заголовок ( ссылка )
  5. ^ Янге, Сяогэнь; Ледерер, Синди; Макдэниел, Мина; Дейнзер, Макс. (1993). «Оценка продуктов гидролиза эпоксидов гумулена II и III». Журнал сельскохозяйственной и пищевой химии . 41 (8): 1300–1304. doi :10.1021/jf00032a026.
  6. ^ Пикок, Вал; Дейнцер, Макс (1981). «Химия аромата хмеля в пиве». Журнал Американского общества химиков-пивоваров . 39. Архивировано из оригинала 2013-12-30.
  7. ^ D. Helmig; J. Ortega; T. Duhl; D. Tanner; A. Guenther; P. Harley; C. Wiedinmyer; J. Milford; T. Sakulyanontvittaya (2007). "Выбросы сесквитерпенов из сосен — идентификация, скорости выбросов и оценки потоков для смежных Соединенных Штатов". Environ. Sci. Technol . 41 (5): 1545–1553. Bibcode : 2007EnST...41.1545H. doi : 10.1021/es0618907. PMID  17396639. S2CID  20810373.
  8. ^ P. Ciccioli; E. Brancaleoni; M. Frattoni; V. Di Palo; R. Valentini; G. Tirone; G. Seufert; N. Bertin; U. Hansen; O. Csiky; R. Lenz; M. Sharma (1999). "Выброс реакционноспособных терпеновых соединений из апельсиновых садов и их удаление внутрипологовыми процессами". J. Geophys. Res . 104 (D7): 8077–8094. Bibcode :1999JGR...104.8077C. doi : 10.1029/1998JD100026 .
  9. ^ D. Degenhardt; D. Lincoln, J. (2006). «Выделение летучих веществ из пахучего растения в ответ на травоядность и воздействие метилжасмоната». Chem. Ecol . 32 (4): 725–743. doi :10.1007/s10886-006-9030-2. PMID  16718568. S2CID  6017606.
  10. ^ C. De Moraes; M. Mescher; J. Tumlinson (2001). «Вызванные гусеницами ночные летучие вещества растений отталкивают самок своего вида». Nature . 410 (6828): 577–580. Bibcode :2001Natur.410..577D. doi :10.1038/35069058. PMID  11279494. S2CID  4408480.
  11. ^ G. Schuh; A. Heiden; T. Hoffmann; J. Kahl; P. Rockel; J. Rudolph; J. Wildt (1997). «Выбросы летучих органических соединений из подсолнечника и бука: зависимость от температуры и интенсивности света». J. Atmos. Chem . 27 (3): 291–318. Bibcode :1997JAtC...27..291S. doi :10.1023/A:1005850710257. S2CID  94314856.
  12. ^ Bouajaj, S; Benyamna, A; Bouamama, H; Romane, A; Falconieri, D; Piras, A; Marongiu, B (2013). «Антибактериальная, аллелопатическая и антиоксидантная активность эфирного масла Salvia officinalis L., произрастающего в диком виде в Атласских горах Марокко». Nat Prod Res . 27 (18): 1673–6. doi :10.1080/14786419.2012.751600. PMID  23240623. S2CID  29522122.
  13. ^ Чо, И. Х.; Ли, Х. Дж.; Ким, И. С. (август 2012 г.). «Различия в летучих составах видов женьшеня (Panax sp.)». J Agric Food Chem . 60 (31): 7616–22. doi :10.1021/jf301835v. PMID  22804575.
  14. ^ Чаухан, СС; Пракаш, О; Падалия, РК; Вивекананд, Пант АК; Матела, К.С. (2011). «Химическое разнообразие в Mentha spicata: антиоксидантная и ингибирующая активность эфирных масел в отношении прорастания картофеля». Nat Prod Commun . 6 (9): 1373–8. PMID  21941918.
  15. ^ Suthisut, D; Fields, PG; Chandrapatya, A (2011). «Контактная токсичность, сокращение потребления и отталкивающая способность эфирных масел трех растений семейства имбирных (Zingiberaceae) и их основных компонентов против Sitophilus zeamais и Tribolium castaneum». J Econ Entomol . 104 (4): 1445–54. doi :10.1603/ec11050. PMID  21882715. S2CID  45872520.
  16. ^ Хо, CL; Ван, EI; Ценг, YH; Ляо, PC; Линь, CN; Чоу, JC; Су, YC (2010). «Состав и антимикробная активность масел листьев и веток Litsea mushaensis и L. linii из Тайваня». Nat Prod Commun . 5 (11): 1823–8. PMID  21213991.
  17. ^ де Карвалью-младший; Родригес, РФ; Савайя, AC; Маркес, Миссури; Симидзу, Монтана (2004). «Химический состав и антимикробная активность эфирного масла Cordia verbenacea DC». Журнал этнофармакологии . 95 (2–3): 297–301. дои : 10.1016/j.jep.2004.07.028. ПМИД  15507352.
  18. ^ Хиллиг, Карл В. (октябрь 2004 г.). «Хемотаксономический анализ вариаций терпеноидных соединений в конопле». Биохимическая систематика и экология . 32 (10): 875–891. doi :10.1016/j.bse.2004.04.004. ISSN  0305-1978.
  19. ^ Мосс, ГП, «Биосинтез сесквитерпеноидов, полученных из гумулена». Номенклатура ферментов Международного союза биохимии и молекулярной биологии. Доступно 10 апреля 2011 г. http://www.enzyme-database.org/reaction/terp/humul.html
  20. ^ Голдсмит, Дэвид. "Полный синтез натуральных продуктов". Канада: John Wiley & Sons. 1997 стр. 129-133
  21. ^ Ху, Тао и Кори, Э. Дж. (2002). «Краткие синтезы (±)-δ-аранеозена и гумулена с использованием комбинации четырехкомпонентной сборки и циклизации, опосредованной палладием». Organic Letters . 4 (14): 2441–2443. doi :10.1021/ol026205p. PMID  12098267.{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  22. ^ Нойеншвандер, Ю; и др. (2012). «Происхождение региоселективности при функционализации α-гумулена». Дж. Орг. Хим . 77 (6): 2865–2869. дои : 10.1021/jo3000942. ПМИД  22332847.
  23. ^ Пассоса, ГФ; Фернандеса, Э.С.; и др. (2007). «Противовоспалительные и противоаллергические свойства эфирного масла и активных соединений из Cordia verbenacea». Журнал этнофармакологии . 110 (2): 323–333. doi :10.1016/j.jep.2006.09.032. PMID  17084568.
  24. ^ Фернандес ES; Пассос Г.Ф.; Медейрос Р.; да Кунья FM; Феррейра Дж.; Кампос ММ; Пиановский Л.Ф.; Каликсто Дж.Б. (2007). «Противовоспалительное действие соединений альфа-гумулена и (-)-транскариофиллена, выделенных из эфирного масла Cordia verbenacea». Европейский журнал фармакологии . 569 (3): 228–236. дои : 10.1016/j.ejphar.2007.04.059. ПМИД  17559833.
  25. ^ Жанель Лассаль (2020-09-19). "Humulene". Каннигма . Получено 2021-01-27 .
  26. ^ Сантос да Силва, RC; Миле-Пинейру, П.; Безерра да Силва, ПК; Гомеш да Силва, А.; Вануса да Силва, М.; Амарал Феррас Наварро, DM; да Силва, Нью-Хэмпшир; и др. (19 декабря 2015 г.). Будко, Дмитрий (ред.). «(E)-Кариофиллен и α-гумулен: средства, сдерживающие откладку яиц Aedes aegypti, выявленные с помощью газовой хроматографии и электрофизиологического анализа масла листьев Commiphora leptophloeos». ПЛОС ОДИН . 10 (12): e0144586. Бибкод : 2015PLoSO..1044586D. дои : 10.1371/journal.pone.0144586 . PMC 4674132. PMID  26650757 . 
  27. ^ Бек, М.; Винтерхальтер, Р.; Херрманна, Ф.; Муртгат, ГК (2011). «Газофазный озонолиз α-гумулена». Phys. Chem. Chem. Phys . 13 (23): 10970–11001. Bibcode :2011PCCP...1310970B. doi :10.1039/c0cp02379e. PMID  21461420.