Safrole - Safrole
|
|
|
|
| Namn | |
|---|---|
|
Föredraget IUPAC -namn
5- (Prop-2-en-1-yl) -2 H -1,3-bensodioxol |
|
| Andra namn
5- (2-propenyl) -1,3-bensodioxol
5-Allylbenso [ d ] [1,3] dioxol 3,4-metylendioxifenyl-2-propen |
|
| Identifierare | |
|
3D -modell ( JSmol )
|
|
| ChEBI | |
| CHEMBL | |
| ChemSpider | |
| ECHA InfoCard |
100.002.133 
|
| EG -nummer | |
| KEGG | |
|
PubChem CID
|
|
| RTECS -nummer | |
| UNII | |
| FN -nummer | 3082 |
|
CompTox Dashboard ( EPA )
|
|
|
|
|
|
| Egenskaper | |
| C 10 H 10 O 2 | |
| Molmassa | 162,188 g · mol −1 |
| Densitet | 1,096 g / cm 3 |
| Smältpunkt | 11 ° C (52 ° F; 284 K) |
| Kokpunkt | 232 till 234 ° C (450 till 453 ° F; 505 till 507 K) |
| −97,5 × 10 −6 cm 3 /mol | |
| Faror | |
| GHS -piktogram |
 
|
| GHS Signalord | Fara |
| H302 , H341 , H350 | |
| P201 , P281 , P308+313 | |
|
Om inte annat anges, ges data för material i deras standardtillstånd (vid 25 ° C [77 ° F], 100 kPa). |
|
 verifiera ( vad är ?)
  |
|
| Infobox -referenser | |
Safrol är en organisk förening med formeln CH 2 O 2 C 6 H 3 CH 2 CH = CH 2 . Det är en färglös oljig vätska, även om orena prover kan se gula ut. En medlem av fenylpropanoidfamiljen av naturprodukter, den finns bland annat i sassafrasväxter . Små mängder finns i en mängd olika växter, där det fungerar som ett naturligt motmedel . Ocotea pretiosa , som växer i Brasilien , och Sassafras albidum , som växer i östra Nordamerika , är de viktigaste naturliga källorna till safrol. Den har en karakteristisk "sweet-shop" -arom.
Det är en föregångare vid syntesen av insekticiden synergist piperonylbutoxid , doften piperonal via isosafrol och den empatogena/entaktogena substansen MDMA .
Historia
Safrole erhölls från ett antal växter, men särskilt från sassafras -trädet ( Sassafras albidum ), som är infödd i Nordamerika, och från japansk stjärnanis ( Illicium anisatum , kallad shikimi i Japan). År 1844 bestämde den franske kemisten Édouard Saint-Èvre safrolens empiriska formel . År 1869 undersökte och namngav de franska kemisterna Édouard Grimaux (1835–1900) och J. Ruotte safrol. De observerade dess reaktion med brom, vilket tyder på närvaron av en allylgrupp . År 1884 föreslog den tyska kemisten Theodor Poleck (1821–1906) att safrol var ett derivat av bensen , till vilken två syreatomer förenades som epoxider (cykliska etrar).
År 1885 undersökte den nederländska kemisten Johann Frederik Eijkman (1851–1915) shikimol, den eteriska oljan som erhålls från japansk stjärnanis, och han fann att vid oxidation bildade shikimol piperonylsyra, vars grundstruktur hade bestämts 1871 av den tyska kemisten Wilhelm Rudolph Fittig (1835–1910) och hans student, den amerikanske kemisten Ira Remsen (1846–1927). Således drog Eijkman slutsatsen om den korrekta grundstrukturen för shikimol. Han noterade också att shikimol och safrol hade samma empiriska formel och hade andra liknande egenskaper, och därför föreslog han att de förmodligen var identiska. År 1886 visade Poleck att vid oxidation bildade safrol också piperonylsyra, och således var shikimol och safrol verkligen identiska. Det återstår att bestämmas huruvida molekylens C 3 H 5 gruppen var en propenylgrupp (R-CH = CH-CH 3 ) eller en allylgrupp (R-CH 2 -CH = CH 2 ). År 1888 bestämde den tyska kemisten Julius Wilhelm Brühl (1850–1911) att C 3 H 5 -gruppen var en allieringsgrupp.
Naturlig förekomst
Safrole är huvudkomponenten i brun kamferolja tillverkad av Ocotea pretiosa , en växt som växer i Brasilien , och sassafrasolja tillverkad av Sassafras albidum .
I USA saknar kommersiellt tillgänglig kulinarisk sassafrasolja vanligtvis safrol på grund av en regel som amerikanska FDA antog 1960.
Safrol kan erhållas genom naturlig extraktion från Sassafras albidum och Ocotea cymbarum . Sassafrasolja erhålls till exempel genom ångdestillation av sassafras -trädets rotbark. Den resulterande ångdestillerade produkten innehåller cirka 90 viktprocent safrol. Oljan torkas genom att blanda den med en liten mängd vattenfri kalciumklorid . Efter avfiltrering av kalciumkloriden vakuumdestilleras oljan vid 100 ° C under ett vakuum av 11 mmHg (1,5 kPa) eller fryses för att kristallisera safrolet. Denna teknik fungerar med andra oljor där safrol också finns.
Safrol extraheras vanligtvis från rotbarken eller frukten av Sassafras albidum (infödd i östra Nordamerika) i form av sassafrasolja eller från Ocotea odorifera , en brasiliansk art. Safrol finns också i vissa eteriska oljor och i brun kamferolja , som finns i små mängder i många växter. Safrol finns i anis , muskotnöt , kanel och svartpeppar . Safrol kan detekteras i outspädda flytande drycker och farmaceutiska preparat genom högpresterande vätskekromatografi .
Ansökningar
Safrole är medlem i metylendioxibensen -gruppen, av vilken många föreningar används som insekticid -synergister; till exempel används safrol som en föregångare vid syntesen av insekticiden piperonylbutoxid . Safrol används också som en föregångare vid syntesen av läkemedlet ecstasy ( MDMA , N- metyl-3,4-metylendioximetamfetamin). Innan safrol förbjöds av den amerikanska FDA 1960 för användning i livsmedel, användes den som livsmedelssmak för sin karaktäristiska "godisbutik" -arom. Det användes som tillsats i rotöl , tuggummi , tandkräm , tvålar och vissa farmaceutiska preparat.
Safrole uppvisar antibiotika och antiangiogena funktioner.
Syntes
Det kan syntetiseras från katekol först genom omvandling till metylendioxibensen, som bromeras och kopplas till allylbromid .
Safrole är en mångsidig föregångare till många föreningar. Exempel är N -acylarylhydrazoner, isostrar, arylsulfonamidderivat, sura sulfonylhydrazonderivat, bensotiazinderivat. och många fler.
Isosafrole
Isosafrole produceras syntetiskt från safrol. Det finns inte i naturen. Isosafrole finns i två former, trans-isosafrole och cis-isosafrole. Isosafrole används som en föregångare till det psykoaktiva läkemedlet MDMA (ecstasy). När safrol metaboliseras kan flera metaboliter identifieras. Några av dessa metaboliter har visat sig uppvisa toxikologiska effekter, såsom 1'-hydroxysafrol och 3'-hydroxysafrol hos råttor. Ytterligare metaboliter av safrol som har hittats i urin från både råttor och människor inkluderar 1,2-dihydroxi-4-allylbensen eller 1 (2) -metoxi-2 (1) hydroxi-4-allylbensen.
Ämnesomsättning
Safrole kan genomgå många former av metabolism. De två huvudvägarna är oxidationen av allylsidokedjan och oxidationen av metylendioxigruppen. Oxidationen av allyl-sidokedjan medieras av ett cytokrom P450- komplex, som kommer att omvandla safrol till 1'-hydroxysafrol. Den nybildade 1'-hydroxysafrol kommer att genomgå en fas II läkemedelsmetabolismreaktion med ett sulfotransferasenzym för att skapa 1'-sulfoxysafrol, vilket kan orsaka DNA-addukter . En annan oxidationsväg för allylsidokedjan kan bilda safrolepoxid . Hittills har detta bara hittats hos råttor och marsvin. Den bildade epoxiden är en liten metabolit på grund av den långsamma bildningen och ytterligare metabolism av föreningen. Ett epoxidhydratasenzym verkar på epoxiden för att bilda dihydrodiol, som kan utsöndras i urinen.
Metabolismen av safrol genom oxidationen av metylendioxi fortsätter via klyvningen av metylendioxigruppen. Detta resulterar i två huvudmetaboliter: allylcatechol och dess isomer, propenylcatechol . Eugenol är en mindre metabolit av safrol hos människor, möss och råttor. Den intakta allyl-sidokedjan av allylcatechol kan sedan oxideras för att ge 2 ', 3'-epoxipropylcatechol. Detta kan fungera som ett substrat för ett epoxidhydratasenzym och kommer att hydratisera 2'-, 3'-epoxipropylkatechol till 2 ', 3'-dihydroxipropylkatechol. Denna nya förening kan oxideras för att bilda propionsyra (PPA), som är ett ämne som är relaterat till en ökning av oxidativ stress och glutation S -transferasaktivitet . PPA orsakar också en minskning av glutation och glutation peroxidas aktivitet. Epoxiden av allylcatechol kan också genereras från klyvningen av metylendioxigruppen i safrolepoxiden. Klyvningen av metylendioxiringen och metabolismen av allylgruppen involverar hepatiska mikrosomala oxidaser med blandad funktion.
Giftighet
Toxikologiska studier har visat att safrol är ett svagt hepatokarcinogen vid högre doser hos råttor och möss. Safrol kräver metabolisk aktivering innan den uppvisar toxikologiska effekter. Metabolisk omvandling av allylgruppen i safrol kan producera mellanprodukter som direkt kan binda kovalent med DNA och proteiner . Metabolism av metylendioxigruppen till en karben tillåter molekylen att bilda ligandkomplex med cytokrom P450 och P448 . Bildandet av detta komplex leder till lägre mängder tillgängligt gratis cytokrom P450. Safrol kan också binda direkt till cytokrom P450, vilket leder till konkurrenskraftig hämning . Dessa två mekanismer resulterar i sänkt blandad funktion oxidas aktivitet.
På grund av de förändrade strukturella och funktionella egenskaperna hos cytokrom P450 kan dessutom förlust av ribosomer som är fästa vid det endoplasmatiska retikulum genom cytokrom P450 inträffa. Allylgruppen bidrar således direkt till mutagenicitet , medan metylendioxigruppen är associerad med förändringar i cytokrom P450 -systemet och epigenetiska aspekter av cancerframkallande egenskaper. Hos råttor producerade safrol och relaterade föreningar både godartade och maligna tumörer efter intag genom munnen. Förändringar i levern observeras också genom förstoring av leverceller och celldöd .
I USA användes det en gång i stor utsträckning som livsmedelstillsats i rotöl , sassafras -te och andra vanliga varor, men förbjöds av livsmedel av FDA efter studier på 1960 -talet som föreslog att safrol var cancerframkallande och orsakade permanent leverskada hos råttor; livsmedelsprodukter som säljs där som påstås innehålla sassafras i stället innehåller ett safrolfritt extrakt av sassafras. Safrole är också förbjudet för användning i tvål och parfymer av International Fragrance Association .
Enligt en studie från 1977 av metaboliterna av safrol hos både råttor och människor hittades inte två cancerframkallande metaboliter av safrol i urin från råttor, 1′-hydroxysafrol och 3′-hydroxyisosafrol, i urin från människa. Europeiska kommissionen för hälsa och konsumentskydd antar att safrol är genotoxiskt och cancerframkallande. Det förekommer naturligt i en mängd olika kryddor, som kanel , muskotnöt och svartpeppar och örter som basilika . I den rollen kan safrol, liksom många naturligt förekommande föreningar, ha en liten men mätbar förmåga att framkalla cancer hos gnagare. Trots detta uppskattades effekterna hos människor av Lawrence Berkeley National Laboratory att likna riskerna med att andas inomhusluft eller dricka kommunalt levererat vatten.
Biverkningar
Förutom att vara ett hepatokarcinogen uppvisar safrol ytterligare negativa effekter genom att det kommer att inducera bildandet av hepatiska lipidhydroperoxider. Safrol hämmar också neutrofilernas defensiva funktion mot bakterier. Förutom inhiberingen av neutrofilernas defensiva funktion har det också upptäckts att safrol stör bildandet av superoxider av neutrofiler. Dessutom har safroloxid, en metabolit av safrol, en negativ effekt på centrala nervsystemet . Safroloxid hämmar uttrycket av integrin β4/SOD, vilket leder till apoptos av nervcellerna .
Användning vid tillverkning av MDMA
Safrole listas som en föregångare till tabell I enligt FN: s konvention mot olaglig trafik med narkotika och psykotropa ämnen . På grund av deras roll vid tillverkningen av MDMA är safrol, isosafrole och piperonal kategori I -prekursorer enligt föreskrifter nr. 273/2004 från Europeiska gemenskapen . I USA är safrol närvarande förteckning I kemikalie .
Rotbarken på amerikanska sassafras innehåller en låg andel ångflyktig olja, som vanligtvis är 75% safrol. Försök att förfina safrol från sassafrasbark i massmängder är i allmänhet inte ekonomiskt genomförbara på grund av lågt utbyte och hög ansträngning. Mindre mängder kan dock extraheras ganska enkelt via ångdestillation (cirka 10% av torr sassafras rotbark i massa, eller cirka 2% färsk bark). Efterfrågan på safrol orsakar snabb och olaglig skörd av Cinnamomum parthenoxylonträdet i Sydostasien , särskilt kardemumbergen i Kambodja . Det är emellertid inte klart vilken andel olagligt skördad safrol som går till MDMA -produktion, eftersom över 90% av den globala safrolförsörjningen (cirka 2 000 ton eller 2 200 korta ton per år) används för att tillverka bekämpningsmedel, dofter och andra kemikalier. Hållbar skörd av safrol är möjlig från blad och stjälkar från vissa växter.