stringtranslate.com

галловая кислота

Галловая кислота (также известная как 3,4,5-тригидроксибензойная кислота ) — это тригидроксибензойная кислота с формулой C 6 H 2 ( OH ) 3 CO 2 H. Она классифицируется как фенольная кислота . Она встречается в галловых орехах , сумахе , гамамелисе , листьях чая , коре дуба и других растениях . [1] Это белое твердое вещество, хотя образцы обычно коричневые из-за частичного окисления. Соли и эфиры галловой кислоты называются «галлатами».

Его название происходит от дубовых галлов , которые исторически использовались для приготовления дубильной кислоты . Несмотря на название, галловая кислота не содержит галлия .

Изоляция и производные

Карта электростатического потенциала поверхности молекулы галловой кислоты
Структура молекулы эллаговой кислоты напоминает структуру двух молекул галловой кислоты, собранных в положение «голова к хвосту» и связанных между собой связью C–C (как в бифениле ) и двумя циклическими эфирными связями ( лактонами ), образующими два дополнительных цикла из 6 частей.

Галловая кислота легко освобождается от галлотаннинов путем кислотного или щелочного гидролиза . При нагревании с концентрированной серной кислотой галловая кислота превращается в руфигаллол . Гидролизуемые танины распадаются при гидролизе с образованием галловой кислоты и глюкозы или эллаговой кислоты и глюкозы, известных как галлотаннины и эллагитанины , соответственно. [2]

Биосинтез

Химическая структура 3,5-дидегидрошикимата

Галловая кислота образуется из 3-дегидрошикимата под действием фермента шикиматдегидрогеназы с образованием 3,5-дидегидрошикимата. Последнее соединение ароматизируется . [3] [4]

Реакции

Окисление и окислительное сопряжение

Щелочные растворы галловой кислоты легко окисляются воздухом. Окисление катализируется ферментом галлатдиоксигеназой , ферментом, обнаруженным в Pseudomonas putida .

Окислительная реакция галловой кислоты с мышьяковой кислотой, перманганатом, персульфатом или йодом приводит к образованию эллаговой кислоты , как и реакция метилгаллата с хлоридом железа (III) . [5] Галловая кислота образует межмолекулярные эфиры ( депсиды ), такие как дигалловые и циклические эфиры ( депсидоны ). [5]

Гидрогенизация

Гидрирование галловой кислоты дает производное циклогексана – гексагидрогалловую кислоту. [6]

Декарбоксилирование

Нагревание галловой кислоты дает пирогаллол (1,2,3-тригидроксибензол). Это превращение катализируется галлатдекарбоксилазой .

Этерификация

Известно много эфиров галловой кислоты, как синтетических, так и природных. Галлат 1-бета-глюкозилтрансфераза катализирует гликозилирование (присоединение глюкозы) галловой кислоты.

Исторический контекст и использование

Галловая кислота является важным компонентом железо-галловых чернил , стандартных европейских чернил для письма и рисования с 12 по 19 века, история которых восходит к Римской империи и свиткам Мертвого моря . Плиний Старший (23–79 гг. н. э.) описывает использование галловой кислоты в качестве средства обнаружения подделки ярь-медянки [7] и пишет, что она использовалась для производства красителей. Галлы (также известные как дубовые яблоки) с дубовых деревьев измельчали ​​и смешивали с водой, получая дубильную кислоту . Затем ее можно было смешать с зеленым купоросом ( сульфатом железа ), полученным путем испарения насыщенной сульфатом воды из источника или шахтного дренажа [ требуется ссылка ] — и гуммиарабиком из акаций; эта комбинация ингредиентов давала чернила. [8]

Галловая кислота была одним из веществ, которые использовал Анджело Май (1782–1854), среди других ранних исследователей палимпсестов , чтобы очистить верхний слой текста и обнаружить скрытые под ним рукописи. Май был первым, кто использовал ее, но делал это «тяжело», часто делая рукописи слишком поврежденными для последующего изучения другими исследователями. [9]

Галловая кислота была впервые изучена шведским химиком Карлом Вильгельмом Шееле в 1786 году . [10] В 1818 году французский химик и фармацевт Анри Браконно (1780–1855) разработал более простой метод очистки галловой кислоты из галлов; [11] галловую кислоту также изучал французский химик Теофиль-Жюль Пелуз (1807–1867), [12] и другие.

При смешивании с уксусной кислотой галловая кислота использовалась в ранних видах фотографии, например, в калотипии , чтобы сделать серебро более чувствительным к свету; ее также использовали при проявлении фотографий. [13]

Происшествие

Галловая кислота содержится в ряде наземных растений , таких как паразитическое растение Cynomorium coccineum , [14] водное растение Myriophyllum spicatum и сине-зеленая водоросль Microcystis aeruginosa . [15] Галловая кислота также содержится в различных видах дуба, [16] Caesalpinia mimosoides , [17] и в коре стебля Boswellia dalzielii , [18] среди других. Многие продукты питания содержат различные количества галловой кислоты, особенно фрукты (включая клубнику, виноград, бананы), [19] [20] а также чаи , [19] [21] гвоздика, [22] и уксусы . [23] [ необходимо разъяснение ] Плоды рожкового дерева являются богатым источником галловой кислоты (24–165 мг на 100 г). [24]

Эстеры

Также известны как галлоилированные эфиры:

Эфиры галлата являются антиоксидантами, полезными для сохранения продуктов питания, причем наиболее часто используется пропилгаллат. Их использование в здравоохранении человека слабо подтверждено доказательствами.

Спектральные данные

[17]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Хаслам, Э.; Кай, И. (1994). «Растительные полифенолы (растительные танины): метаболизм галловой кислоты». Natural Product Reports . 11 (1): 41–66. doi :10.1039/NP9941100041. PMID  15206456.
  2. ^ Эндрю Пенгелли (2004), Составные части лекарственных растений (2-е изд.), Аллен и Анвин, стр. 29–30
  3. ^ Путь галловой кислоты на metacyc.org
  4. ^ Dewick, PM; Haslam, E (1969). «Биосинтез фенола в высших растениях. Галловая кислота». Biochemical Journal . 113 (3): 537–542. doi :10.1042/bj1130537. PMC 1184696. PMID  5807212 . 
  5. ^ ab Эдвин Ритцер; Рудольф Зундерман (2007), "Гидроксикарбоновые кислоты, ароматические", Энциклопедия промышленной химии Ульмана (7-е изд.), Wiley, стр. 6
  6. ^ Альберт В. Бургсталер и Зои Дж. Битос (1962). «Гексагидрогалловая кислота и триацетат гексагидрогалловой кислоты». Органические синтезы . 42 : 62. doi :10.15227/orgsyn.042.0062.
  7. ↑ Плиний Старший с Джоном Бостоком и Х. Т. Райли, перевод, Естественная история Плиния (Лондон, Англия: Генри Г. Бон, 1857), т. 6, стр. 196. В книге 34, главе 26 своей «Естественной истории » Плиний утверждает, что в ярь-дигрис (форма ацетата меди (Cu(CH 3 COO) 2 ·2Cu(OH) 2 ), которая использовалась для обработки кожи, иногда добавляли купорос (форма сульфата железа (II) (FeSO 4 ·7H 2 O)). Он представил простой тест для определения чистоты ярь-дигрис. Со стр. 196: «Однако фальсификация [ярь-дигрис], которую труднее всего обнаружить, производится с помощью купороса; ... Подделку можно также обнаружить, используя лист папируса, который был вымочен в настое ореховых галлов; поскольку он становится черным сразу после нанесения настоящей ярь-дигрис».
  8. ^ Фруэн, Лоис. "Железно-желчные чернила". Архивировано из оригинала 2011-10-02.
  9. ^ Л. Д. Рейнольдс и Н. Г. Уилсон, «Писцы и ученые», 3-е изд. Оксфорд: 1991, стр. 193–4.
  10. ^ Карл Вильгельм Шееле (1786) «Om Sal Essentiale Gallarum eller Gallåple-salt» (О незаменимой соли галлов или желчной соли), Kongliga Vetenskaps Academiens nya Handlingar (Труды Королевской [Шведской] академии наук), 7 : 30–34.
  11. ^ Браконно Анри (1818). «Наблюдения за приготовлением и очисткой галловой кислоты, и за существованием новой кислоты в нуэ де галле» [Наблюдения за получением и очисткой галловой кислоты, а также за существованием новой кислоты в галлы]. Annales de Chimie et de Physique . 9 : 181–184.
  12. ^ Ж. Пелуз (1833) «Mémoire sur le tannin et les acides Gallique, Pirogallique, ellagique et métagallique», Annales de chimie et de Physique , 54 : 337–365 [представлено 17 февраля 1834 г.].
  13. ^ Тейлор, Роджер; Шааф, Ларри Джон (2007). Впечатлённые светом: британские фотографии с бумажных негативов, 1840-1860. Музей Метрополитен. ISBN 978-1-58839-225-1.
  14. ^ Зукка, Паоло; Роза, Антонелла; Туберозо, Карло; Пирас, Алессандра; Ринальди, Андреа; Санжуст, Энрико; Десси, Мария; Рескиньо, Антонио (11 января 2013 г.). «Оценка антиоксидантного потенциала «мальтийского гриба» (Cynomorium coccineum) с помощью многочисленных химических и биологических анализов». Питательные вещества . 5 (1): 149–161. дои : 10.3390/nu5010149 . ПМЦ 3571642 . ПМИД  23344249. 
  15. ^ Накаи, С. (2000). «Выделяемые Myriophyllum spicatum аллелопатические полифенолы подавляют рост сине-зеленых водорослей Microcystis aeruginosa». Water Research . 34 (11): 3026–3032. Bibcode : 2000WatRe..34.3026N. doi : 10.1016/S0043-1354(00)00039-7.
  16. ^ Мяммеля, Пирьо; Саволайнен, Хейкки; Линдроос, Лассе; Кангас, Юхани; Вартиайнен, Тертту (2000). «Анализ дубильных веществ методом жидкостной хроматографии-ионизационной масс-спектрометрии». Журнал хроматографии А. 891 (1): 75–83. дои : 10.1016/S0021-9673(00)00624-5. ПМИД  10999626.
  17. ^ аб Чанвитисук, Анчана; Тиравутгулраг, Афиват; Килберн, Джереми Д.; Ракариятам, Нуансри (2007). «Противомикробная галловая кислота из Caesalpinia mimosoides Lamk». Пищевая химия . 100 (3): 1044–1048. doi : 10.1016/j.foodchem.2005.11.008.
  18. ^ Алемика, Тайво Э.; Онавунми, Грейс О.; Олугбаде, Тиваладе А. (2007). «Антибактериальные фенольные соединения из Boswellia dalzielii». Нигерийский журнал натуральных продуктов и медицины . 10 (1): 108–10.
  19. ^ ab Pandurangan AK, Mohebali N, Norhaizan ME, Looi CY (2015). «Галловая кислота ослабляет вызванный декстрансульфатом натрия экспериментальный колит у мышей BALB/c». Drug Design, Development and Therapy . 9 : 3923–34. doi : 10.2147/DDDT.S86345 . PMC 4524530. PMID  26251571 . 
  20. ^ Кояма, К; Гото-Ямамото, Н; Хашизуме, К (2007). «Влияние температуры мацерации при винификации красного вина на извлечение фенолов из кожицы ягод и семян винограда (Vitis vinifera)». Бионаука, биотехнология и биохимия . 71 (4): 958–65. doi : 10.1271/bbb.60628 . PMID  17420579.
  21. ^ Hodgson JM, Morton LW, Puddey IB, Beilin LJ, Croft KD (2000). «Метаболиты галловой кислоты являются маркерами потребления черного чая людьми». Журнал сельскохозяйственной и пищевой химии . 48 (6): 2276–80. doi :10.1021/jf000089s. PMID  10888536.
  22. ^ Pathak, SB; Niranjan, K.; Padh, H.; Rajani, M.; et al. (2004). "Денситометрический метод ТСХ для количественного определения эвгенола и галловой кислоты в гвоздике". Chromatographia . 60 (3–4): 241–244. doi :10.1365/s10337-004-0373-y. S2CID  95396304.
  23. ^ Гальвес, Мигель Карреро; Баррозу, Кармело Гарсия; Перес-Бустаманте, Хуан Антонио (1994). «Анализ полифенольных соединений разных образцов уксуса». Zeitschrift für Lebensmittel-Untersuruchung und-Forschung . 199 : 29–31. дои : 10.1007/BF01192948. S2CID  91784893.
  24. ^ Гулас, Власиос; Стилос, Евгениос; Хациатанасиаду, Мария; Мавромустакос, Томас; Цакос, Андреас (10 ноября 2016 г.). «Функциональные компоненты плодов рожкового дерева: связь химического и биологического пространства». Международный журнал молекулярных наук . 17 (11): 1875. doi : 10.3390/ijms17111875 . ISSN  1422-0067. PMC 5133875. PMID 27834921  .