stringtranslate.com

Коричный альдегид

Коричный альдегид — это органическое соединение с формулой C₆H₅CH=CHCHO. Встречаясь в природе преимущественно в виде транс ( E ) изомера, он придает корице ее вкус и запах . [1] Это фенилпропаноид , который естественным образом синтезируется шикиматным путем . [2] Эта бледно-желтая вязкая жидкость встречается в коре коричных деревьев и других видов рода Cinnamomum . Это эфирное масло . Кора коричного дерева содержит высокие концентрации коричного альдегида. [3]

Структура и синтез

Коричный альдегид был выделен из эфирного масла корицы в 1834 году Жаном-Батистом Дюма и Эженом-Мельхиором Пелиго [4] и синтезирован в лаборатории итальянским химиком Луиджи Чиоцца в 1854 году. [5]

Натуральный продукт — транс- циннамальдегид. Молекула состоит из бензольного кольца, присоединенного к ненасыщенному альдегиду. Циннамальдегид — это α,β-ненасыщенное карбонильное соединение . Его цвет обусловлен переходом π → π*: повышенное сопряжение по сравнению с акролеином смещает эту полосу в сторону видимой области. [6]

Биосинтез

Путь биосинтеза транс -коричного альдегида.

Коричный альдегид биосинтезируется из фенилаланина . [7] Дезаминирование L - фенилаланина в коричную кислоту катализируется фенилаланинаммиаклиазой (PAL). [8] [9] PAL катализирует эту реакцию путем неокислительного дезаминирования. Это дезаминирование зависит от простетической группы MIO PAL. [10] PAL дает начало транс - коричной кислоте. На втором этапе 4-кумарата-КоА-лигаза (4CL) превращает коричную кислоту в циннамоил-КоА путем лигирования кислоты и тиола . [8] 4CL использует АТФ для катализа образования циннамоил-КоА. [11] 4CL осуществляет эту реакцию в два этапа. [12] 4CL образует ангидрид гидроксициннамат-АМФ, за которым следует нуклеофильная атака на карбонил ациладенилата. [13] Наконец, циннамоил-КоА восстанавливается НАДФН, катализируемым CCR (циннамоил-КоА-редуктазой), с образованием циннамальдегида. [8] [14]

Подготовка

Существует несколько методов лабораторного синтеза. Соединение может быть получено из родственных соединений, таких как коричный спирт . Ранний синтез включал альдольную конденсацию бензальдегида и ацетальдегида . [15] Коричный альдегид также может быть получен путем паровой перегонки масла коры корицы.

Приложения

В качестве ароматизатора

Наиболее очевидным применением коричного альдегида является ароматизация жевательной резинки , мороженого , конфет , электронной жидкости и напитков ; уровни использования варьируются от 9 до 4900 частей на миллион ( ppm ) (то есть менее 0,5%). Он также используется в некоторых духах с натуральными, сладкими или фруктовыми ароматами . Миндаль , абрикос , ириски и другие ароматизаторы могут частично использовать это соединение для получения приятных запахов. Коричный альдегид может использоваться в качестве пищевой примеси ; порошкообразная шелуха бука, ароматизированная коричным альдегидом, может продаваться как порошкообразная корица . [16] Некоторые сухие завтраки содержат до 187 ppm коричного альдегида. [17]

Как агрохимикат

Коричный альдегид был протестирован как безопасный и эффективный инсектицид против личинок комаров . [18] Концентрация 29 ppm коричного альдегида убивает половину личинок комаров Aedes aegypti за 24 часа. [19] Транс-коричный альдегид действует как мощный фумигант и практичный репеллент для взрослых комаров . [20] Он также обладает антибактериальными и противогрибковыми свойствами. [21] [22]

Различные применения

Коричный альдегид является ингибитором коррозии для стали и других сплавов . Считается, что он образует защитную пленку на поверхности металла. [23]

Производные

Многочисленные производные коричного альдегида являются коммерчески полезными. Дигидрокоричный спирт (3-фенилпропанол) встречается в природе, но производится путем двойного гидрирования коричного альдегида. Он имеет ароматы гиацинта и сирени. Коричный спирт также встречается в природе и имеет запах сирени, но может быть также получен из коричного альдегида. [24] Дигидрокоричный альдегид получают путем селективного гидрирования алкеновой субъединицы. α-Амилкоричный альдегид и α-гексилкоричный альдегид являются важными коммерческими ароматизаторами, но они не производятся из коричного альдегида. [16] Гидрирование коричного альдегида, если оно направлено на алкен, дает гидрокоричный альдегид .

Токсикология

Коричный альдегид используется в сельском хозяйстве из-за его низкой токсичности, но он является раздражителем кожи. [25] Коричный альдегид может вызывать аллергический контактный стоматит у сенсибилизированных людей, однако аллергия на это соединение считается редкой. [26]

Коричный альдегид может содержать следы стирола , которые возникают при хранении или транспортировке. Стирол особенно образуется при высокой влажности и высоких температурах. [27]


восстановление ДНК

Коричный альдегид является диетическим антимутагеном , который эффективно подавляет как индуцированные, так и спонтанные мутации . [28] Экспериментальные данные показывают, что коричный альдегид вызывает тип повреждения ДНК в бактерии Escherichia coli и в клетках человека, который вызывает рекомбинационную репарацию ДНК , которая затем снижает спонтанные мутации. [28] [29] У мышей хромосомные аберрации , вызванные рентгеновским излучением, были снижены, когда коричный альдегид давался мышам перорально после рентгеновского облучения, [30] возможно, из-за стимулированной коричным альдегидом репарации ДНК .

Ссылки

  1. ^ «Корица». Транспортно-информационная служба . Gesamtverband der Deutschen Versicherungswirtschaft eV . Проверено 23 октября 2007 г.
  2. ^ Gutzeit, Herwig (2014). Растительные натуральные продукты: синтез, биологические функции и практическое применение . Wiley. стр. 19–21. ISBN 978-3-527-33230-4.
  3. ^ PubChem. "Коричный альдегид". pubchem.ncbi.nlm.nih.gov . Получено 18 октября 2019 г.
  4. ^ Дюма, Дж.; Пелиго, Э. (1834). «Recherches de Chimie Organique. — Sur l’Huile de Cannelle, l’Acide hippurique et l’Acide sébacique» [Исследование органической химии – О коричном масле, гиппуровой кислоте и себациновой кислоте]. Annales de Chimie et de Physique (на французском языке). 57 : 305–334.
  5. ^ Кьоцца, Л. (1856). «Sur laproduction artificielle de l'essence de cannelle» [Об искусственном производстве коричного масла]. Comptes Rendus (на французском языке). 42 : 222–227.
  6. ^ Инузука, Кодзо (1961). «π Электронная структура коричного альдегида». Бюллетень Химического общества Японии . 34 (11): 1557–60. дои : 10.1246/bcsj.34.1557.
  7. ^ Boerjan, Wout; Ralph, John; Baucher, Marie (2003). «Ligninbiosynthesis». Annual Review of Plant Biology . 54 : 519–546. doi :10.1146/annurev.arplant.54.031902.134938. PMID  14503002.
  8. ^ abc Bang, Hyun-bae; Lee, Yoon-hyeok; Kim, Sun-chang; Sung, Chang-keun; Jeong, Ki-jun (2016-01-19). "Метаболическая инженерия Escherichia coli для производства коричного альдегида". Microbial Cell Factorys . 15 (1): 16. doi : 10.1186/s12934-016-0415-9 . ISSN  1475-2859. PMC 4719340. PMID 26785776  . 
  9. ^ Коукол, Дж.; Конн, Э.Э. (1961-10-01). «Метаболизм ароматических соединений в высших растениях. IV. Очистка и свойства фенилаланиндезаминазы Hordeum vulgare». Журнал биологической химии . 236 (10): 2692–2698. doi : 10.1016/S0021-9258(19)61721-7 . ISSN  0021-9258. PMID  14458851.
  10. ^ Конг, Цзянь-Цян (2015-07-20). «Фенилаланиновая аммиаклиаза, ключевой компонент, используемый для производства фенилпропаноидов методом метаболической инженерии». RSC Advances . 5 (77): 62587–62603. Bibcode : 2015RSCAd...562587K. doi : 10.1039/C5RA08196C. ISSN  2046-2069.
  11. ^ Beuerle, Till; Pichersky, Eran (2002-03-15). "Ферментативный синтез и очистка ароматических эфиров кофермента А". Аналитическая биохимия . 302 (2): 305–312. doi :10.1006/abio.2001.5574. PMID  11878812.
  12. ^ Allina, Sandra M.; Pri-Hadash, Aviva; Theilmann, David A.; Ellis, Brian E.; Douglas, Carl J. (1998-02-01). "4-Coumarate: Coenzyme A Ligase in Hybrid Poplar". Plant Physiology . 116 (2): 743–754. doi :10.1104/pp.116.2.743. ISSN  0032-0889. PMC 35134 . PMID  9489021. 
  13. ^ Ли, Чжи; Наир, Сатиш К. (2015-11-03). «Структурная основа специфичности и гибкости в растительной 4-кумарат:КоА-лигазе». Структура . 23 (11): 2032–2042. doi : 10.1016/j.str.2015.08.012 . ISSN  1878-4186. PMID  26412334.
  14. ^ Венгенмайер, Герта; Эбель, Юрген; Гризебах, Ганс (1976). «Ферментативный синтез предшественников лигнина. Очистка и свойства циннамоил-КоА:НАДФН-редуктазы из суспензионных культур клеток сои (Glycine max)». Европейский журнал биохимии . 65 (2): 529–536. doi : 10.1111/j.1432-1033.1976.tb10370.x . ISSN  0014-2956. PMID  7454.
  15. ^ Ричмонд, Х. Приготовление коричного альдегида. Заявка на патент США 2529186, 7 ноября 1950 г.
  16. ^ аб Фальбуш, Карл-Георг; Хаммершмидт, Франц-Иосиф; Пантен, Йоханнес; Пикенхаген, Вильгельм; Шатковский, Дитмар; Бауэр, Курт; Гарбе, Доротея; Сурбург, Хорст (2003). «Вкусы и ароматы». Энциклопедия промышленной химии Ульмана . дои : 10.1002/14356007.a11_141. ISBN 978-3-527-30673-2.
  17. ^ Фридман, М.; Козуекуэ, Н.; Харден, Л.А. (2000). «Содержание коричного альдегида в пищевых продуктах, определенное методом газовой хроматографии-масс-спектрометрии». Журнал сельскохозяйственной и пищевой химии . 48 (11): 5702–5709. doi :10.1021/jf000585g. PMID  11087542.
  18. ↑ Дик-Пфафф, Корнелия (19 июля 2004 г.). «Wohlriechender Mückentod» (на немецком языке).
  19. ^ Чэн, Сен-Сун; Лю, Цзюй-Юнь; Цай, Кунь-Сянь; Чэнь, Вэй-Джун; Чан, Шан-Цзэн (2004). «Химический состав и ларвицидная активность эфирных масел из листьев Cinnamomum osmophloeum разного происхождения». Журнал сельскохозяйственной и пищевой химии . 52 (14): 4395–4400. doi :10.1021/jf0497152. PMID  15237942.
    • «Коричное масло убивает комаров». ScienceDaily (пресс-релиз). 16 июля 2004 г.
  20. ^ Ma, W.-B.; Feng, J.-T.; Jiang, Z.-L.; Zhang, X. (2014). «Фумигантная активность 6 выбранных соединений эфирных масел и комбинированный эффект метилсалицилата и транс -циннамальдегида против Culex pipiens pallens ». Журнал Американской ассоциации по борьбе с комарами . 30 (3): 199–203. doi :10.2987/14-6412R.1. PMID  25843095. S2CID  36621630.
  21. ^ Васконселос, НГ; Крода, Дж.; Симионатто, С. (июль 2018 г.). «Антибактериальные механизмы корицы и ее компонентов: обзор». Microbial Pathogenesis . 120 : 198–203. doi : 10.1016/j.micpath.2018.04.036 . ISSN  1096-1208. PMID  29702210.
  22. ^ Шрез, Шейх; Вани, Васим А.; Бехбехани, Джавад М.; Раджа, Васим; Иршад, Мэриленд; Карчед, Марибасаппа; Али, Инцар; Сиддики, Векар А.; Хун, Ли Тинг (июль 2016 г.). «Коричный альдегид и его производные, новый класс противогрибковых средств». Фитотерапия . 112 : 116–131. дои :10.1016/j.fitote.2016.05.016. ISSN  1873-6971. ПМИД  27259370.
  23. ^ Кабельо, Гема; Фанкхаузер, Гэри П.; Кэссиди, Хуанита; Кисер, Чад Э.; Лейн, Джим; Куэста, Энджел (2013-05-01). «CO и транс-циннамальдегид как ингибиторы коррозии сплавов I825, L80-13Cr и N80 в концентрированных растворах HCl при высоком давлении и температуре». Electrochimica Acta . 97 : 1–9. doi :10.1016/j.electacta.2013.03.011. hdl : 2164/2891 . ISSN  0013-4686.
  24. ^ Zucca, P.; Littarru, M.; Rescigno, A.; Sanjust, E. (2009). «Рециркуляция кофактора для селективной ферментативной биотрансформации коричного альдегида в коричный спирт». Бионаука, биотехнология и биохимия . 73 (5): 1224–1226. doi : 10.1271/bbb.90025 . PMID  19420690. S2CID  28741979.
  25. ^ Olsen, RV; Andersen, HH; Møller, HG; Eskelund, PW; Arendt-Nielsen, L (2014). «Соматосенсорные и вазомоторные проявления индивидуальной и комбинированной стимуляции TRPM8 и TRPA1 с использованием местного L-ментола и транс -циннамальдегида у здоровых добровольцев». European Journal of Pain . 18 (9): 1333–42. doi :10.1002/j.1532-2149.2014.494.x. PMID  24664788. S2CID  34286049.
  26. ^ Айзек-Рентон, Меган; Ли, Моника Кайи; Парсонс, Лори М. (май 2015 г.). «Корица и все неприятное: множество признаков интраоральной аллергии на коричный альдегид». Дерматит: контактный, атопический, профессиональный, лекарственный . 26 (3): 116–121. doi :10.1097/DER.0000000000000112. ISSN  2162-5220. PMID  25984687.
  27. ^ "Высокие ежедневные дозы корицы: риск для здоровья не может быть исключен" (PDF) . Федеральный институт оценки рисков (BfR). 18 августа 2006 г. Архивировано (PDF) из оригинала 7 марта 2022 г. Получено 20 мая 2022 г.
  28. ^ ab Shaughnessy, DT; Schaaper, RM; Umbach, DM; Demarini, DM (2006). «Ингибирование спонтанного мутагенеза ванилином и циннамальдегидом в Escherichia coli: зависимость от рекомбинационной репарации». Mutation Research . 602 (1–2): 54–64. doi :10.1016/j.mrfmmm.2006.08.006. PMC 2099251 . PMID  16999979. 
  29. ^ King, AA; Shaughnessy, DT; Mure, K.; Leszczynska, J.; Ward, WO; Umbach, DM; Xu, Z.; Ducharme, D.; Taylor, JA; Demarini, DM; Klein, CB (2007). «Антимутагенность коричного альдегида и ванилина в клетках человека: глобальная экспрессия генов и возможная роль повреждения и восстановления ДНК». Mutation Research . 616 (1–2): 60–69. doi :10.1016/j.mrfmmm.2006.11.022. PMC 1955325 . PMID  17178418. 
  30. ^ Сасаки, Ю.Ф.; Охта, Т.; Иманиши, Х.; Ватанабэ, М.; Мацумото, К.; Като, Т.; Ширасу, Ю. (1990). «Подавляющее действие ванилина, коричного альдегида и анисового альдегида на хромосомные аберрации, вызванные рентгеновскими лучами у мышей». Мутационные исследования . 243 (4): 299–302. дои : 10.1016/0165-7992(90)90146-б. ПМИД  2325694.

Внешние ссылки