stringtranslate.com

циннамилацетат

Коричный ацетат (3-фенилпроп-2-енилацетат) представляет собой химическое соединение семейства коричных эфиров, в котором переменная группа R замещена метильной группой . Благодаря неароматической двойной связи углерод-углерод циннамилацетат может существовать в Z- и E- конфигурации : [9]

Ацетат корицы в природе содержится в свежей коре корицы ( Cinnamomum zeylanicum Blume и других видов Cinnamomum) в концентрации 2800–51 000 частей на миллион. [10] [5]

Циннамилацетат используется в качестве ароматизирующего эфира, 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

Коричный ацетат, используемый в ароматах и ​​в качестве ароматизирующего ингредиента, обсуждался в нескольких учреждениях. В 1965 году Ассоциация производителей ароматизаторов и экстрактов ( FEMA ) пометила это соединение как «Общепризнанное как безопасное в качестве вкусоароматического ингредиента» . Ассоциация определила средние максимальные уровни использования в нескольких продуктах, которые считались безопасными: [13] ]

Европейский парламент зарегистрировал циннамилацетат как ароматизатор и косметическое соединение в 1996 году . проблема безопасности при нынешних уровнях потребления при использовании в качестве ароматизатора». [1] В 2009 году Комиссия EFSA по материалам, ферментам, ароматизаторам и технологическим добавкам, контактирующим с пищевыми продуктами (CEF), пришла к выводу, что циннамилацетат не вызывает проблем с безопасностью при использовании в качестве вкусового ингредиента в пищевых продуктах. [6] Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США также разрешило использование циннамилацетата в качестве ароматизатора в пищевых продуктах, если используется минимальное количество, необходимое для его эффекта. [16]

Производство и потребление

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

Синтез

Поскольку циннамилацетат встречается в природе в растениях, его можно экстрагировать и очистить для получения соединения. Однако выход у него низкий, и поэтому затраты на производство высоки. Использование химических методов может предложить более эффективные стратегии производства циннамилацетата. [10]

Существует несколько способов синтеза циннамилацетата 2 . Один из способов — синтез из коричного спирта 1 и винилацетата . Эта реакция катализируется ферментом гидролазой триацилглицеринового эфира , которая представляет собой липазу , очень специфичную по отношению к сложноэфирной связи. Побочным продуктом этой реакции является ацетальдегид . Уравнение реакции для этой реакции: [18]

Поскольку ацетальдегид оказывает неблагоприятное дезактивирующее действие на используемую в синтезе липазу, в качестве реагента вместо винилацетата можно использовать этилацетат . В этой реакции переэтерификации коричный спирт 1 реагирует с этилацетатом с образованием циннамилацетата 2 и этанола . Для этого синтеза требуется липаза Novozym 435, и он проводится в системе, не содержащей растворителей. Реакция происходит следующим образом: [12]

Циннамилацетат 2 также можно синтезировать неферментативной реакцией. Примером такой реакции является реакция с использованием в качестве реагентов циннамилбромида 3 и ацетата натрия . Поскольку эти соединения являются несмешивающимися субстратами, можно использовать катализ фазового переноса твердого тела и жидкости (PTC) с использованием бромида четвертичного аммония в качестве катализатора межфазного переноса . Это показано в следующей реакции: [19]

Помимо этих трех примеров, существует еще много способов синтеза циннамилацетата.

Реакция присоединения триоксида азота к коричному ацетату дает промежуточный продукт в синтезе хлорамфеникола . [20]

Метаболизм

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

Среди производных корицы циннамилацетат принадлежит к группе коричных эфиров. После всасывания из кишечника эта группа соединений сначала гидролизуется до коричного спирта карбоксилэстеразами . Карбоксилэстеразы представляют собой группу ферментов. Наиболее важными ферментами этой группы являются А-эстеразы. Они присутствуют в большинстве тканей организма, но преобладают в гепатоцитах . Впоследствии коричный спирт окисляется , что приводит к образованию коричного альдегида . Эту реакцию катализирует НАД + -зависимая алкогольдегидрогеназа человека . Сейчас существуют два пути дальнейшей биотрансформации коричного альдегида. Второстепенным путем биотрансформации является S-глутатионилирование . Однако основным путем является превращение коричного альдегида в коричную кислоту ферментом альдегиддегидрогеназой . Затем коричная кислота превращается в циннамоил-КоА , который снова превращается либо в циннамоилглицин под действием N-ацилтрансферазы, либо в бензоил-КоА посредством β-окисления , причем последний является основным путем. Промежуточные метаболиты на пути β-окисления могут превращаться в 3-гидрокси-3-фенилпропионовую кислоту и ацетофенон , которые могут выводиться с мочой. Однако превращения этих промежуточных метаболитов являются второстепенными путями. Наконец, бензоил-КоА конъюгируется с глицином с образованием гиппуровой кислоты или гидролизуется с образованием свободной бензойной кислоты . Он может выводиться через мочу непосредственно или после глюкуронидации . Гиппуровая кислота, являющаяся основным метаболитом, также выводится с мочой. [5] [21] [6]

Биотрансформация коричных эфиров.

Токсичность

Поскольку циннамилацетат используется как в качестве ароматизатора, так и в качестве пищевого ароматизатора, основными путями абсорбции считаются попадание через кожу и через рот. Систематическое воздействие циннамилацетата на кожу через косметические продукты оценивается в 0,0115 мг/кг массы тела/день. [5]

В прошлом было проведено несколько экспериментов с использованием животных для оценки токсичности циннамилацетата. В одном эксперименте оральная токсичность была проверена на крысах. Крысы получали пероральные дозы циннамилацетата, и было обнаружено, что LD 50 составила 3,3 г/кг. В ходе эксперимента при высоких дозах наблюдались такие симптомы, как замедленное дыхание и грубый тремор. [1] Другие эксперименты показали значения LD 50 4,750 г/кг при пероральном введении мышам и морским свинкам. Кроме того, было исследовано значение LD 50 для внутрибрюшинного введения , которое составило 1,200 г/кг. [22]

Кроме того, были проведены исследования кожной токсичности. В результате экспериментов на кроликах ЛД 50 составила более 5,0 г/кг, но никаких клинических эффектов не наблюдалось. Кроме того, уровень раздражения кожи у свиней проверяли с помощью 48-часового патч-теста . В этом исследовании наносилось 0,05 г циннамилацетата, раздражения не наблюдалось. Еще в двух экспериментах исследовали 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 легкого до умеренного. [1]

NOAEL для перорального приема 275 мг/кг массы тела в день был определен на основе токсикологических данных Группой экспертов EFSA по добавкам и продуктам или веществам, используемым в кормах для животных (FEEDAP) . [6]

Помимо этих экспериментов на животных, были проведены некоторые исследования на людях. 48-часовой закрытый пластырь-тест на пяти здоровых добровольцах мужского пола был проведен с использованием 5% циннамилацетата в вазелине . В этом исследовании раздражения не наблюдалось. Легкое раздражение наблюдалось в другом 48-часовом тесте на пятидесяти добровольцах мужского пола с использованием 32% циннамилацетата в ацетоне . Наконец, исследование на людях по сенсибилизации кожи было проведено на 25 здоровых добровольцах мужского пола. В этом эксперименте тест на максимизацию (48-часовой пластырь) проводился с использованием 5% циннамилацетата в вазелине. Кожных реакций сенсибилизации не наблюдалось. [1]

Кроме того, для оценки кожной токсичности у людей, морских свинок и кроликов использовались стандартные тесты Дрейза . Это приводило к легкому раздражению кожи при дозах 16 мг в течение 48 часов для людей и в дозах 100 мг в течение 24 часов для морских свинок. Умеренное раздражение кожи наблюдалось у кроликов, получавших дозу 100 мг в течение 24 часов. [22]

Наконец, способность циннамилацетата вызывать обмен сестринских хроматид была проверена с использованием клеток яичника китайского хомячка . Это было сделано потому, что было обнаружено, что другой компонент растительной эссенции и производное корицы, коричный альдегид , увеличивает частоту обмена сестринских хроматид, индуцированного митомицином С. Однако результат этого теста доказал, что циннамилацетат не вызывает обмена сестринских хроматид из-за отсутствия альфа-бета-ненасыщенной карбонильной группы . [23]

Воздействие на животных

Циннамилацетат содержится в маслах листьев дерева Cinnamomum osmophloeum , произрастающего в центральном и северном Тайване. Установлено, что эти масла обладают антибактериальным, противоплесневым, противотермитным, противоклещевым, противогрибковым и противовоспалительным действием. Кроме того, масла проявляют ларвицидную активность против комаров в отношении личинок Aedes aegypti и Aedes albopictus . Однако циннамилацетат играет лишь незначительную роль в этой деятельности. [24] [25] [26] [27]

Более того, ацетат корицы оказывает репеллентное действие на Anopheles gambiae и поэтому полезен для защиты от этих насекомых. [28]

Рекомендации

  1. ^ abcdefg Бхатия С.П., Веллингтон Г.А., Коккьяра Дж., Лалко Дж., Летиция К.С., Апи AM (1 января 2007 г.). «Обзор парфюмерных материалов по циннамилацетату». Пищевая и химическая токсикология . 45 Приложение 1 (1): S53–7. дои : 10.1016/j.fct.2007.09.012. ПМИД  18031892.
  2. ^ «Уксусная кислота, коричный эфир» . webbook.nist.gov . Проверено 22 марта 2018 г.
  3. ^ abcd ПАСПОРТ БЕЗОПАСНОСТИ МАТЕРИАЛА ELAN CHEMICAL COMPANY, INC — Циннамилацетат. Дата обновления: 30 ноября 2005 г.
  4. ^ «103-54-8 CAS MSDS (циннамилацетат) Температура плавления Точка кипения Плотность Химические свойства CAS» . www.chemicalbook.com . Проверено 22 марта 2018 г.
  5. ^ abcde Белсито Д., Бикерс Д., Брюзе М., Калоу П., Грейм Х., Ханифин Дж.М., Роджерс А.Е., Саурат Дж.Х., Сайпс И.Г., Тагами Х. (2007). «Токсикологическая и дерматологическая оценка родственных эфиров и спиртов коричной кислоты и коричного спирта при использовании в качестве ароматизирующих ингредиентов». Пищевая и химическая токсикология . 45 (Приложение 1): С1–23. дои : 10.1016/j.fct.2007.09.087. ПМИД  18035463.
  6. ^ abcde Rychen, Гвидо (2017). «Безопасность и эффективность арилзамещенных первичных спиртов, альдегидов, кислот, эфиров и ацеталей, 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 . ПМК 7010084 . ПМИД  32625398. 
  7. ^ abcde Pubchem. «Циннамилацетат». pubchem.ncbi.nlm.nih.gov . Проверено 23 марта 2018 г.
  8. ^ «Циннамилацетат 166170» . Сигма-Олдрич . Проверено 23 марта 2018 г.
  9. ^ Аб Любке, Уильям (31 января 2018 г.). «коричный ацетат, 103-54-8». www.thegoodscentscompany.com . Проверено 23 марта 2018 г.
  10. ^ Аб Донг Х, Секундо Ф, Сюэ С, Мао X (март 2017 г.). «Целоклеточный биокаталитический синтез циннамилацетата с новой эстеразой из библиотеки ДНК Acinetobacter hemolyticus». Журнал сельскохозяйственной и пищевой химии . 65 (10): 2120–2128. doi : 10.1021/acs.jafc.6b05799. ПМИД  28220703.
  11. ^ МакКоннелл, Роб (1986). Отчет об оценке опасностей для здоровья . Саут-Бенд, Индиана: INTERNATIONAL BAKERS SERVICES, INC.
  12. ^ аб Гэн Б (август 2012 г.). «Синтез циннамилацетата путем переэтерификации, катализируемой липазой, в системе, не содержащей растворителей». Биотехнология и прикладная биохимия . 59 (4): 270–275. дои : 10.1002/bab.1023. PMID  23586860. S2CID  45334781.
  13. ^ Холл, Ричард (1965). III. GRAS Вещества . США: Гаррард Пресс.
  14. ^ РЕШЕНИЕ КОМИССИИ от 23 февраля 1999 г. о принятии реестра вкусоароматических веществ, используемых в пищевых продуктах или на них, составленного во исполнение Регламента (ЕС) № 2232/96 Европейского парламента и Совета от 28 октября 1996 г.
  15. ^ РЕШЕНИЕ КОМИССИИ от 8 мая 1996 г., устанавливающее перечень и общую номенклатуру ингредиентов, используемых в косметической продукции.
  16. ^ «CFR - Свод федеральных правил, раздел 21» . www.accessdata.fda.gov . Проверено 21 марта 2018 г.
  17. ^ «КОРИНЫЙ СПИРТ И РОДСТВЕННЫЕ ВЕЩЕСТВА» . www.inchem.org . Проверено 22 марта 2018 г.
  18. ^ Цай X, Ван В, Линь Л, Хэ Д, Шен Ю, Вэй В, Вэй Дз (01 апреля 2017 г.). «Синтез коричных 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 июля 2009 г.). «Синтез коричного ацетата с помощью катализа фазового переноса твердая жидкость: кинетическое исследование с помощью реактора периодического действия». Катализные коммуникации . 10 (13): 1638–1642. дои : 10.1016/j.catcom.2009.04.032.
  20. ^ Курихара Ю, Ямагиши К (1 августа 1965). «Реакция присоединения триоксида азота с циннамилацетатом 7». Бюллетень Химического общества Японии . 38 (8): 1327–1330. дои : 10.1246/bcsj.38.1327.
  21. ^ ab Бикерс Д., Калоу П., Грейм Х., Ханифин Дж.М., Роджерс А.Е., Саурат 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 парфюмерных ингредиентов». Пищевая и химическая токсикология . 43 (6): 799–836. дои : 10.1016/j.fct.2004.09.013. ПМИД  15811570.
  22. ^ ab «Номер RTECS GE2275000». ccinfoweb2.ccohs.ca . Проверено 22 марта 2018 г.
  23. ^ Сасаки, ЮФ.; Иманиси, Хисако; Охта, Тошихиро; Ширасу, Ясухико (1 июня 1989 г.). «Модифицирующее действие компонентов растительной эссенции на индукцию сестринских хроматидных обменов в культивируемых клетках яичника китайского хомячка». Письма об исследованиях мутаций . 226 (2): 103–110. дои : 10.1016/0165-7992(89)90051-1. ПМИД  2499782.
  24. ^ Ченг СС, Лю Цзюй, Хуан К.Г., Сюй Ю.Р., Чен В.Дж., Чанг С.Т. (январь 2009 г.). «Инсектицидное действие эфирных масел листьев Cinnamomum osmophloeum против трех видов комаров» (PDF) . Биоресурсные технологии . 100 (1): 457–64. doi :10.1016/j.biortech.2008.02.030. ПМИД  18396039.
  25. ^ Чанг, Шанг-Цзен; Чен, Пин-Фун; Чанг, Шан-Чвэнь (1 сентября 2001 г.). «Антибактериальная активность эфирных масел листьев и их компонентов Cinnamomum osmophloeum». Журнал этнофармакологии . 77 (1): 123–127. дои : 10.1016/S0378-8741(01)00273-2. ISSN  0378-8741. ПМИД  11483389.
  26. ^ Чанг С.Т., Ченг СС (2002). «Антитермитная активность эфирных масел листьев и компонентов Cinnamomum osmophleum». Журнал сельскохозяйственной и пищевой химии . 50 (6): 1389–1392. дои : 10.1021/jf010944n. ПМИД  11879008.
  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 . ПМИД  20815702.
  28. ↑ Делетре Э, Чандре Ф, Уильямс Л, Дюменил С, Менут С, Мартин Т (июнь 2015 г.). «Электрофизиологическая и поведенческая характеристика биоактивных соединений эфирных масел Thymus vulgaris, Cymbopogon Winterianus, Cuminum cyminum и Cinnamomum zeylanicum против Anopheles gambiae и перспективы их использования в качестве лечения надкроватных сеток». Паразиты и переносчики . 8 : 316. doi : 10.1186/s13071-015-0934-y . ПМК 4470088 . ПМИД  26063119.