Tujon

Tujon
(-)-alpha-Thujon.svg
(-)-α-Tujon
(+)-beta-Thujon.svg
(+)-β-Tujon
(−)-α-thujone-from-xtal-3D-bs-17.png
Model piłki i kija (-) -α-tujonów
Nazw
nazwy IUPAC

α: (1 S ,4 R ,5 R )-4-Metylo-1-(propan-2-ylo)bicyklo[3.1.0]heksan-3-on β: (1S , 4S , 5R ) - 4-metylo-1-propan-2-ylobicyklo[3.1.0]heksan-3-on
Inne nazwy












Bicyklo[3.1.0]heksan-3-on, 4-metylo-1-(1-metyloetylo)-, [1S-(1α,4α,5α)]-α-tujon β-tujon tujon, cis 3 - tujanon , (1S,4R,5R)-(-)- Tujon 3-Tujanon, (-)- 1-Tujon; 4-Metylo-1-(1-metyloetylo)bicyklo[3.1.0]heksan-3-on-, (1S,4R,5R)-3 -Tujon; cis-Tujon (Z)-Tujon (-)-Tujon; Bicyklo(3.1.0)heksan-3-on, 4-metylo-1-(1-metyloetylo)-, (1S,4R,5R)-NSC 93742 1-izopropylo-4-metylobicyklo[3.1.0]heksan - 3 -jeden
Identyfikatory
Model 3D ( JSmol )
4660369
CHEBI
CHEMBL
ChemSpider
Karta informacyjna ECHA 100.013.096 Edit this at Wikidata
Numer WE
  • 214-405-7
KEGG
Identyfikator klienta PubChem
UNII
  • InChI=1S/C10H16O/c1-6(2)10-4-8(10)7(3)9(11)5-10/h6-8H,4-5H2,1-3H3/t7-,8-, 10+/m1/s1  check T
    Klucz: USMNOWBWPHYOEA-MRTMQBJTSA-N  check Y
  • InChI=1/C10H16O/c1-6(2)10-4-8(10)7(3)9(11)5-10/h6-8H,4-5H2,1-3H3/t7-,8-, 10+/m1/s1
    Klucz: USMNOWBWPHYOEA-MRTMQBJTBZ
  • InChI=1S/C10H16O/c1-6(2)10-4-8(10)7(3)9(11)5-10/h6-8H,4-5H2,1-3H3/t7-,8-, 10+/m1/s1
    Klucz: USMNOWBWPHYOEA-MRTMQBJTSA-N
  • (α-tujon): O=C1[C@H](C)[C@@H]2[C@](C(C)C)(C1)C2
  • (β-tujon): C[C@@H]([C@@H](C2)[C@]2([C@@H](C)C)C1)C1=O
Nieruchomości
C10H16O _ _ _ _
Masa cząsteczkowa 152,237 g · mol -1
Gęstość 0,92 g/cm3 ( β-tujon); 0,9116 g/cm3 ( α-tujon)
Temperatura topnienia <25°C
Temperatura wrzenia 203 ° C (397 ° F; 476 K) (alfa, beta-tujon)
407 mg/l
Zagrożenia
Oznakowanie GHS :
GHS07: Exclamation mark
Ostrzeżenie
H302
P264 , P270 , P301+P312 , P330 , P501
O ile nie zaznaczono inaczej, dane podano dla materiałów w stanie normalnym (przy 25°C [77°F], 100 kPa).
☒  N ( co to jest check☒ T N ?)

Tujon ( / θ n / głównie ( słuchać ) ) jest ketonem i monoterpenem , który występuje w dwóch diastereoizomerycznych ( epimerycznych ) formach: (-) -α-tujon i (+) -β-tujon .

Chociaż jest najlepiej znany jako związek chemiczny w absyncie spirytusowym , jest mało prawdopodobne, aby był odpowiedzialny za rzekome działanie pobudzające i psychoaktywne absyntu ze względu na obecne niewielkie ilości. Thujone działa na neuroprzekaźnik kwas gamma-aminomasłowy (GABA) jako antagonista (w przeciwieństwie do działania alkoholu). Jako konkurencyjny antagonista GABA, sam tujon jest uważany za wywołujący konwulsje , chociaż poprzez zakłócanie hamującego przekaźnika GABA, może wywierać stymulujące, poprawiające nastrój efekty przy niskich dawkach. Jest również stosowany w przemyśle perfumeryjnym jako składnik kilku olejków eterycznych.

Oprócz naturalnie występującego (-)-α-tujonu i (+)-β-tujonu możliwe są dwie inne formy: (+)-α-tujon i (-)-β-tujon . W 2016 r. znaleziono je również w przyrodzie, w Salvia officinalis .

Źródła

Tujon występuje w wielu roślinach, takich jak arborvitae (rodzaj Thuja , stąd pochodzenie nazwy), cyprys Nootka , niektóre jałowce , bylica pospolita , oregano , szałwia zwyczajna , wrotycz pospolity i piołun , przede wszystkim piołun wielki ( Artemisia absinthium ) . , zwykle jako mieszanina izomerów w stosunku 1:2. Występuje również w różnych gatunkach Mentha (mięty).

Biosynteza

Biosynteza tujonu jest podobna do syntezy innych monoterpenów i rozpoczyna się od powstania difosforanu geranylu ( GPP ) z pirofosforanu dimetyloallilu ( DMAPP ) i difosforanu izopentenylu ( IPP ), katalizowanej przez enzym syntazę difosforanu geranylu. Ilościowa 13 CNMR wykazała, że ​​jednostki izoprenu stosowane do tworzenia tujonu w roślinach pochodzą ze szlaku fosforanu metylerytrytolu ( MEP ).

W reakcjach, które generują szkielet tujonu w sabinenie z GPP , pośredniczy enzym syntaza sabinenu , której substratem jest GPP . GPP ( 1 ) najpierw izomeryzuje do difosforanu linalilu (LPP) ( 2 ) i difosforanu nerylu (NPP) ( 3 ). LPP preferencyjnie tworzy zdelokalizowany kationo-difosforan allilu ( 4 ). Pośrednia para jonowa następnie cyklizuje w addycji elektrofilowej, dając kation trzeciorzędowy α-terpinylu ( 5 ).

The conversion of GPP to alpha-terpinyl cation.

Kation α-terpinylu ( 5 ) przechodzi następnie przesunięcie o 1,2 wodorku poprzez przegrupowanie Wagnera-Meerweina , co prowadzi do powstania kationu terpinen-4-ylu ( 6 ). Kation ten przechodzi drugą cyklizację, tworząc pośredni kation tujylowy ( 7 ), przed utratą protonu, tworząc prekursor tujonu, (+)-sabinen ( 8 ).

The conversion of alpha-terpinyl cation to (+)-sabinene

Z (+)-sabinenu ( 8 ) proponowana droga biosyntezy do wytworzenia tujonu obejmuje trzyetapową ścieżkę: (+)-sabinen jest najpierw utleniany do izomeru (+)-sabinolu ( 9-1,2 ) przez enzym cytochromu P450 , a następnie konwersja do (+ ) - sabinonu ( 10 ) przez dehydrogenazę . Wreszcie reduktaza pośredniczy w konwersji do α-tujonu ( 11-1 ) i β-tujonu ( 11-2 ). Izomeria półproduktu (+)-sabinolu różni się w zależności od roślin produkujących tujon; na przykład u zachodniego czerwonego cedru ( Thuja plicata ) tujon pochodzi wyłącznie z (+)- trans -sabinolu pośredniego ( 9-1 ), podczas gdy u szałwii lekarskiej ( Salvia officinalis ) tujon powstaje z (+) - półprodukt cis -sabinolu ( 9-2 ).

Proposed synthesis of thujone from sabinene

Farmakologia

Tujon o jakości badawczej

Na podstawie badań, które dotyczyły tylko kształtu cząsteczki, przez wiele lat uważano, że tujon działa podobnie do THC na receptory kannabinoidowe ; jednak od tego czasu okazało się to fałszywe. Thujone jest receptora GABA A , a dokładniej konkurencyjnym antagonistą receptora GABA A. Hamując aktywację receptora GABA, neurony mogą łatwiej strzelać, co może powodować skurcze mięśni i konwulsje. Ta interakcja z receptorem GABA A jest specyficzna dla alfa-tujonu. Thujone jest również antagonista 5- HT3 .

Średnia dawka śmiertelna lub LD50 alfa -tujonu, bardziej aktywnego z dwóch izomerów, u myszy wynosi około 45 mg/kg, przy 0% śmiertelności przy 30 mg/kg i 100% przy 60 mg/kg . Myszy narażone na wyższą dawkę mają konwulsje , które prowadzą do śmierci w ciągu 1 minuty. Od 30 do 45 mg/kg myszy doświadczają skurczów mięśni nóg, które przechodzą w ogólne konwulsje aż do śmierci lub wyzdrowienia. Efekty te są zgodne z innymi antagonistami GABA. Również alfa-tujon jest szybko metabolizowany w wątrobie u myszy. Wstępne leczenie GABA-dodatnimi allosterycznymi modulatorami, takimi jak diazepam , fenobarbital , czyli 1 g/kg etanolu chroni przed śmiertelną dawką 100 mg/kg. [ potrzebne źródło ]

Działanie uwagi zostało przetestowane przy niskich i wysokich dawkach tujonu w alkoholu. Wysoka dawka miała krótkotrwały negatywny wpływ na zdolność uwagi. Niższa dawka nie wykazała zauważalnego efektu.

Thujone jest zgłaszane [ przez kogo? ] jest toksyczny dla komórek mózgu, nerek i wątroby i może powodować drgawki, jeśli jest stosowany w zbyt dużej dawce. Inne rośliny zawierające tujon, takie jak żywotnik zachodni ( Thuja occidentalis ), są stosowane w ziołolecznictwie, głównie ze względu na ich działanie stymulujące układ odpornościowy [ potrzebne źródło ] . Skutki uboczne olejku eterycznego z tej rośliny to niepokój, bezsenność i drgawki, co potwierdza działanie tujonu na ośrodkowy układ nerwowy.

W absyncie

Thujone jest najbardziej znany jako związek w spirytusie absyntu . W przeszłości uważano, że absynt zawiera do 260–350 mg / l tujonu, ale współczesne testy wykazały, że szacunki te są o wiele za wysokie. Badanie przeprowadzone w 2008 roku na 13 butelkach sprzed zakazu (1895-1910) przy użyciu chromatografii gazowej ze spektrometrią mas ( GC-MS ) wykazało, że butelki miały od 0,5 do 48,3 mg/L i średnio 25,4 mg/LA. W badaniu z 2005 roku odtworzono trzy wysoko- receptur z piołunem i przetestowano za pomocą GC-MS i stwierdzono, że najwyższa zawierała 4,3 mg / l tujonu. Testy GC-MS są ważne w tym charakterze, ponieważ chromatografia gazowa sam może rejestrować niedokładnie wysoki odczyt tujonu, ponieważ inne związki mogą zakłócać i dodawać do widocznej zmierzonej ilości.

Historia

Związek został odkryty po tym, jak absynt stał się popularny w połowie XIX wieku. Dr Valentin Magnan , który badał alkoholizm, przetestował czysty olejek z piołunu na zwierzętach i odkrył, że powoduje on drgawki niezależnie od działania alkoholu. Na tej podstawie przyjęto, że absynt, który zawiera niewielką ilość olejku piołunu, jest bardziej niebezpieczny niż zwykły alkohol. Ostatecznie wyizolowano tujon jako przyczynę tych reakcji. Magnan zbadał 250 osób nadużywających alkoholu i zauważył, że ci, którzy pili absynt, mieli napady padaczkowe i halucynacje . Napady są spowodowane przez (+)-α-tujon oddziałując z receptorami GABA, powodując aktywność epileptyczną. W świetle współczesnych dowodów wnioski te są wątpliwe, ponieważ opierają się na słabym zrozumieniu innych związków i chorób oraz są zaciemnione przekonaniem Magnana, że ​​​​alkohol i absynt degenerują rasę francuską.

Po zakazie absyntu badania wstrzymano aż do lat 70. XX wieku, kiedy to brytyjskie czasopismo naukowe Nature opublikowało artykuł porównujący molekularny kształt tujonu z tetrahydrokannabinolem (THC), główną substancją psychoaktywną występującą w konopiach indyjskich , i postawiono hipotezę, że będzie działać w ten sam sposób. mózgu, wywołując mit, że tujon jest kannabinoidem .

Niedawno, zgodnie z dyrektywą Rady Europejskiej nr 88/388/EWG (1988) zezwalającą na określone poziomy tujonu w środkach spożywczych w UE, przeprowadzono opisane powyżej badania i stwierdzono jedynie minimalne poziomy tujonu w absyncie.

Przepisy prawne

Unia Europejska

Maksymalne poziomy tujonu w UE to:

Stany Zjednoczone

W Stanach Zjednoczonych dodawanie czystego tujonu do żywności jest zabronione. Żywność lub napoje, które zawierają gatunki Artemisia , biały cedr , mech dębowy , wrotycz pospolity lub krwawnik pospolity , muszą być wolne od tujonu, co w praktyce oznacza, że ​​zawierają mniej niż 10 części tujonu na milion. Inne zioła zawierające tujon nie mają ograniczeń. Na przykład szałwia i olejek szałwiowy (które mogą zawierać do 50% tujonu) znajdują się na liście Food and Drug Administration ogólnie uznawanej za bezpieczną (GRAS) substancje.

Absynt oferowany do sprzedaży w Stanach Zjednoczonych musi być wolny od tujonu zgodnie z tymi samymi standardami, które mają zastosowanie do innych napojów zawierających bylicę, więc absynt z niewielkimi ilościami tujonu może być legalnie importowany.

Kanada

W Kanadzie przepisy dotyczące alkoholu są domeną rządów prowincji. Alberta, Ontario i Nowa Szkocja dopuszczają 10 mg / kg tujonu; Quebec dopuszcza 15 mg na kg; [ potrzebne źródło ] Manitoba dopuszcza 6-8 mg tujonu na litr; Kolumbia Brytyjska przestrzega tych samych poziomów co Ontario. Jednak w Saskatchewan i Quebecu można kupić dowolny alkohol dostępny na świecie przy zakupie maksymalnie jednej skrzynki, zwykle 12 butelek o pojemności 750 ml lub 9 l. Poszczególne komisje alkoholowe muszą zatwierdzić każdy produkt, zanim będzie można go sprzedać na półki.

Widma chemiczne α-tujonu

1H NMR (500 MHz, CDCI3 )

δ [ppm] = 2,54 (ddd, J = 18,8, 2,3, 1,1 Hz, 1H, H-2), 2,21 (q, J = 7,2 Hz, 1H, H-4), 2,07 (d, J = 18,8 Hz, 1H, H-2'), 1,36 (hept, J = 6,8 Hz, 1H, H-7), 1,15 (d, J = 7,5 Hz, 3H, H-9), 1,08 (dd, J = 8,1, 4,0 Hz) , 1H, H-5), 1,00 (d, J = 6,8 Hz, 3H, H-8), 0,95 (d, J = 6,8 Hz, 3H, H-8') 0,76 (ddd, J = 8,1, 5,6, 2,5 Hz, 1H, H-6), 0,12 (dd, J = 5,6, 4,1 Hz, 1H, H-6').

13C NMR (91 MHz, CDCI3 )

δ [ppm] = 221,7 (C=O, C-3), 47,5 (CH, C-4), 39,9 (CH2, C-2), 33,1 (CH, C-7), 29,8 (C, C-1 ), 25,7 (CH, C-5), 20,1 (CH3, C-8), 19,9 (CH3, C-8'), 18,9 (CH3, C-9), 18,4 (CH2, C-6).

Spekrtometria masy

m/z: 81(100), 110(96,58), 109(59,88), 95(58,97), 67(57,37). Witryna www.webbook.nist.gov wymienia współczynniki m/z dla Thujone jako: 110(100), 81(~89), 95(~71); 67(~69), 109(~44).

IR

cm -1 : 3020, 2961, 1733, 1602, 1455, 1219, 1096, 1014.

Zobacz też

  • Piołunówka – polski preparat alkoholowy o zawartości tujonu wyższej niż w absyncie

Dalsza lektura

Linki zewnętrzne