Humulen
|
|
|
|
| Nazwy | |
|---|---|
|
Preferowana nazwa IUPAC
(1 E ,4 E ,8 E )-2,6,6,9-Tetrametylocykloundeka-1,4-8-trien |
|
| Inne nazwy alfa-kariofilen; 3,7,10-humulatrien
|
|
| Identyfikatory | |
|
Model 3D ( JSmol )
|
|
| CHEBI | |
| CHEMBL | |
| ChemSpider | |
| Karta informacyjna ECHA | 100.027.106 |
|
Identyfikator klienta PubChem
|
|
| UNII | |
|
Pulpit nawigacyjny CompTox ( EPA )
|
|
|
|
|
|
| Nieruchomości | |
| C 15 H 24 | |
| Masa cząsteczkowa | 204,357 g·mol -1 |
| Wygląd | Jasnożółtawo-zielony klarowny płyn |
| Gęstość | 0,886 g/cm 3 |
| Temperatura topnienia | < 25 ° C (77 ° F; 298 K) |
| Temperatura wrzenia | 106 do 107 ° C (223 do 225 ° F; 379 do 380 K) przy 5 mmHg |
| Zagrożenia | |
| Śmiertelna dawka lub stężenie (LD, LC): | |
|
LD 50 ( mediana dawki )
|
>48 mg/kg |
| Karta charakterystyki (SDS) | MSDS |
|
O ile nie zaznaczono inaczej, dane podano dla materiałów w stanie normalnym (przy 25°C [77°F], 100 kPa).
|
|
Humulen , znany również jako α-humulen lub α-kariofilen , jest naturalnie występującym monocyklicznym seskwiterpenem (C 15 H 24 ), zawierającym 11-członowy pierścień i składający się z 3 jednostek izoprenowych zawierających trzy nieskoniugowane wiązania podwójne C=C, z których dwa będąc potrójnie podstawionym i jednym podwójnie podstawionym. Po raz pierwszy został znaleziony w olejkach eterycznych Humulus lupulus ( chmielu ), od którego pochodzi jego nazwa. Humulen jest izomerem β-kariofilen i te dwa składniki często występują razem jako mieszanina w wielu aromatycznych roślinach.
Występowanie
Humulen jest jednym ze składników olejku eterycznego z kwitnących szyszek chmielu Humulus lupulus , od którego pochodzi jego nazwa. Stężenie humulenu różni się w zależności od odmiany rośliny, ale może wynosić do 40% olejku eterycznego. Humulen i produkty jego reakcji w procesie warzenia piwa nadają wielu piwom „chmielowy” aromat. , że szlachetne odmiany chmielu mają wyższy poziom humulenu, podczas gdy inne odmiany chmielu gorzkiego zawierają niski poziom. [ niewiarygodne źródło? ] Wiele epoksydów humulenu powstaje w procesie warzenia piwa. W badaniu naukowym obejmującym chromatografię gazową i analizę spektrometrii mas próbek oraz przeszkolony panel sensoryczny stwierdzono, że produkty hydrolizy epoksydu humulenu II specyficznie wytwarzają „chmielowy” aromat piwa.
α-humulen został znaleziony w wielu roślinach aromatycznych na wszystkich kontynentach, często razem z jego izomerem β-kariofilenem. Udowodnionymi emiterami α-humulenu do atmosfery są sosny, sady pomarańczowe, bzy bzowe , tytoń i pola słoneczników. α-Humulen zawarty jest w olejkach eterycznych roślin aromatycznych, takich jak Salvia officinalis (szałwia lekarska, szałwia kulinarna), Lindera strychnifolia Uyaku czy japoński krzew korzenny, gatunek żeń-szenia , aż 29,9% olejków eterycznych Mentha spicata , rodziny imbirowatych ( Zingiberaceae), 10% olejku z liści Litsea mushaensis , chińskie drzewo laurowe, 4% ekstraktu z liści Cordia verbenacea , krzewu w nadmorskiej tropikalnej części Ameryki Południowej (erva baleeira), ale zawiera 25% trans -kariofilenu i jest jednym ze związków chemicznych, które przyczyniają się do smaku przyprawa Persicaria odorata lub wietnamska kolendra oraz charakterystyczny aromat konopi indyjskich .
Przygotowanie i synteza
Humulen jest jednym z wielu seskwiterpenoidów, które pochodzą z difosforanu farnezylu (FPP). Tworzenie humulenu z FPP jest katalizowane przez enzymy syntezy seskwiterpenów.
Tę biosyntezę można naśladować w laboratorium, przygotowując allilowy stannan z farnezolu, zwany syntezą Coreya. Istnieją różne sposoby syntezy humulenu w laboratorium, obejmujące różne zamknięcia wiązania CC w makrocyklu. Synteza McMurry'ego wykorzystuje katalizowaną tytanem reakcję sprzęgania karbonylu; synteza Takahashi wykorzystuje wewnątrzcząsteczkowe alkilowanie halogenku allilu przez zabezpieczony anion cyjanohydryny; synteza Suginome wykorzystuje fragment geranylu; a synteza de Groota syntetyzuje humulen z surowego destylatu olejku eukaliptusowego. Humulen można również syntetyzować za pomocą kombinacji czteroskładnikowego składania i cyklizacji za pośrednictwem palladu, opisanej poniżej. Ta synteza jest godna uwagi ze względu na prostotę konstrukcji wiązań C-C i etapów cyklizacji, co, jak się uważa, okaże się korzystne w syntezie pokrewnych politerpenoidów.
Aby zrozumieć regioselektywność humulenu, fakt, że jedno z dwóch potrójnie podstawionych podwójnych wiązań C=C jest znacznie bardziej reaktywne, jego przestrzeń konformacyjną zbadano obliczeniowo i zidentyfikowano cztery różne konformacje.
Badania
W badaniach laboratoryjnych humulen jest badany pod kątem potencjalnego działania przeciwzapalnego .
W 2015 roku naukowcy z Brazylii zidentyfikowali α-humulen jako aktywny składnik właściwości odstraszających owady olejku z liści Commiphora leptophloeos , szczególnie przeciwko „komarowi żółtej febry”, Aedes aegypti .
Chemia atmosfery
α-Humulen jest biogennym lotnym związkiem organicznym , emitowanym przez liczne rośliny (patrz występowanie) o stosunkowo dużym potencjale tworzenia wtórnego aerozolu organicznego w atmosferze. W świetle słonecznym szybko reaguje z ozonem (fotoutlenianie), tworząc produkty utlenione. α-Humulen ma bardzo wysoki współczynnik szybkości reakcji (1,17 × 10-14 cm 3 cząsteczka −1 s −1 ) w porównaniu z większością monoterpenów. Ponieważ zawiera trzy wiązania podwójne, możliwe są produkty pierwszej, drugiej i trzeciej generacji, z których każdy może się skraplać, tworząc wtórny aerozol organiczny. Przy typowych stosunkach zmieszania ozonu troposferycznego wynoszących 30 ppb czas życia α-humulenu wynosi około 2 min, podczas gdy produkty pierwszej i drugiej generacji mają średni czas życia odpowiednio 1 h i 12,5 h.