Zimtacetat - Cinnamyl acetate
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| Namen | |
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IUPAC-Name
3-Phenylprop-2-enylacetat
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| Andere Namen
Cinnamylacetat; 3-Phenylprop-2-en-1-ylacetat; 3-Phenylallylacetat; 1-Acetoxy-3-phenyl-2-propen
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| Kennungen | |
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3D-Modell ( JSmol )
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| ChEBI | |
| ChemSpider | |
| ECHA InfoCard |
100.002.838 
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| EG-Nummer | |
| KEGG | |
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PubChem CID
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| RTECS-Nummer | |
| UNII | |
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CompTox Dashboard ( EPA )
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| Eigenschaften | |
| C 11 H 12 O 2 | |
| Molmasse | 176,215 g · mol –1 |
| Aussehen | Farblose Flüssigkeit |
| Geruch | Süßer, blumiger Balsamico-Geruch |
| Dichte | 1,057 g / ml |
| Siedepunkt | 265 ° C (508 ° F; 538 K) |
| 212,3 mg / l | |
| log P. | 2,85 |
| Dampfdruck | 0,008 mm Hg (20 ° C) |
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Brechungsindex ( n D )
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1,539 - 1,543 |
| Gefahren | |
| Hauptgefahren | Verursacht Augenreizungen, kann eine allergische Hautreaktion verursachen |
| GHS-Piktogramme |
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| GHS Signalwort | Warnung |
| H317 , H319 | |
| P261 , P264 , P272 , P280 , P302 + 352 , P305 + 351 + 338 , P321 , P333 + 313 , P337 + 313 , P363 , P501 | |
| NFPA 704 (Feuerdiamant) | |
| Flammpunkt | 103–113 ° C (217–235 ° F; 376–386 K) |
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Sofern nicht anders angegeben, werden Daten für Materialien in ihrem Standardzustand (bei 25 ° C, 100 kPa) angegeben. |
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| Infobox-Referenzen | |
Cinnamylacetat (3-Phenylprop-2-enylacetat) ist eine chemische Verbindung der Cinnamylesterfamilie, bei der die variable R-Gruppe durch eine Methylgruppe substituiert ist . Aufgrund der nichtaromatischen Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung kann Cinnamylacetat in einer Z- und einer E- Konfiguration vorliegen :
Cinnamylacetat kommt natürlicherweise in frischer Zimtrinde ( Cinnamomum zeylanicum Blume und andere Cinnamomum-Arten) mit Konzentrationen von 2.800–51.000 ppm vor.
Cinnamylacetat wird als Geschmacksester beispielsweise in Brot und Tierfutter verwendet und hat einen süßen blumig-fruchtigen Duft. Darüber hinaus wird es in verschiedenen Kosmetika, einigen Toilettenartikeln, aber auch in nicht kosmetischen Produkten, beispielsweise Waschmitteln, verwendet.
Gesetzgebung und Kontrolle
Cinnamylacetat, das in Duftstoffen und als Aromastoff verwendet wird, wurde von mehreren Institutionen diskutiert. 1965 wurde die Verbindung von der FEMA (Flavor and Extract Manufacturers Association ) als "allgemein als sicher als Aromastoff anerkannt" eingestuft . Die Vereinigung bestimmte die durchschnittlichen maximalen Verwendungsmengen in mehreren Produkten, die als sicher angesehen wurden:
| Getränke | Eis, Eis usw. | Süßigkeiten | Backwaren | Kaugummi |
|---|---|---|---|---|
| 2,7 ppm | 6,5 ppm | 16 ppm | 11 ppm | 8,7 ppm |
Das Europäische Parlament hat 1996 Cinnamylacetat sowohl als Aromastoff als auch als kosmetische Verbindung registriert. Der Gemeinsame ( FAO / WHO ) Expertenausschuss für Lebensmittelzusatzstoffe ( JECFA ) beschrieb im Jahr 2000, dass „der Stoff derzeit keine Sicherheitsbedenken aufwirft Aufnahme bei Verwendung als Aromastoff “. Im Jahr 2009 kam das EFSA- Gremium für Materialien, Enzyme, Aromen und Verarbeitungshilfsmittel (CEF) zu dem Schluss, dass Cinnamylacetat keine Sicherheitsbedenken aufwirft, wenn es als Aromastoff in Lebensmitteln verwendet wird. Cinnamylacetat ist auch von der US-amerikanischen Food & Drug Administration zur Verwendung als Aromastoff in Lebensmitteln zugelassen, wenn die für seine Wirkung erforderliche Mindestmenge verwendet wird.
Produktion und Aufnahme
Schätzungen der durchschnittlichen jährlichen Produktion und täglichen Aufnahme von Cinnamylacetat als Aromastoff werden von der WHO veröffentlicht . Nach diesem Bericht beträgt das jährliche Produktionsvolumen in Europa 1498 kg und in den USA 2255 kg. Die tägliche Aufnahme pro Person in Europa wird auf 210 μg und in den USA auf 300 μg geschätzt. Pro kg Körpergewicht wird die tägliche Aufnahme für Europäer auf 4 μg / kg und für Amerikaner auf 5 μg / kg geschätzt.
Synthese
Da Cinnamylacetat in Pflanzen natürlich vorkommt, kann es extrahiert und gereinigt werden, um die Verbindung zu erhalten. Dies hat jedoch eine geringe Ausbeute und daher sind die Produktionskosten hoch. Die Verwendung chemischer Methoden kann effizientere Strategien zur Herstellung von Cinnamylacetat bieten.
Es gibt mehrere Möglichkeiten, Cinnamylacetat 2 zu synthetisieren . Ein Weg ist die Synthese aus Cinnamylalkohol 1 und Vinylacetat . Diese Reaktion wird durch das Enzym Triacylglycerinesterhydrolase katalysiert , bei dem es sich um eine Lipase handelt, die sehr spezifisch für die Esterbindung ist. Das Nebenprodukt dieser Reaktion ist Acetaldehyd . Die Reaktionsgleichung für diese Reaktion lautet:
-Cinnamyl_acetate_Bio_Synthesis_C_V1.svg)
Da Acetaldehyd eine ungünstige deaktivierende Wirkung auf die bei der Synthese verwendete Lipase hat, kann Ethylacetat anstelle von Vinylacetat als Reaktant verwendet werden. Bei dieser Umesterungsreaktion reagiert Cinnamylalkohol 1 mit Ethylacetat unter Bildung von Cinnamylacetat 2 und Ethanol . Diese Synthese erfordert die Lipase Novozym 435 und wird in einem lösungsmittelfreien System durchgeführt. Die Reaktion ist wie folgt:
-Cinnamyl_acetate_Bio_Synthesis_B_V1.svg)
Cinnamylacetat 2 kann auch über eine nichtenzymatische Reaktion synthetisiert werden. Ein Beispiel für eine solche Reaktion ist die Verwendung von Cinnamylbromid 3 und Natriumacetat als Reaktanten. Da diese Verbindungen nicht mischbare Substrate sind, kann eine Fest-Flüssig-Phasentransferkatalyse (PTC) unter Verwendung von quaternärem Ammoniumbromid als Phasentransferkatalysator verwendet werden . Dies zeigt sich in folgender Reaktion:
-Cinnamyl_acetate_PTC_Synthesis_V1.svg)
Neben diesen drei Beispielen gibt es viele weitere Möglichkeiten, Cinnamylacetat zu synthetisieren.
Die Additionsreaktion von Distickstofftrioxid zu Cinnamylacetat erzeugt ein Zwischenprodukt bei der Synthese von Chloramphenicol .
Stoffwechsel
Cinnamylacetat gehört zur Gruppe der Cinnamylderivate. Im Allgemeinen werden diese Cinnamyl-Derivate sehr schnell aus dem Darm resorbiert. Danach werden sie innerhalb von 24 Stunden metabolisiert und als polare Metaboliten im Urin oder im Kot ausgeschieden.
Innerhalb der Cinnamylderivate gehört Cinnamylacetat zur Gruppe der Cinnamylester. Nach Absorption aus dem Darm wird diese Gruppe von Verbindungen zunächst durch Carboxylesterasen zu Zimtalkohol hydrolysiert . Carboxylesterasen sind eine Gruppe von Enzymen. Die wichtigsten Enzyme innerhalb dieser Gruppe sind die A-Esterasen. Diese sind in den meisten Körpergeweben vorhanden, aber in den Hepatozyten weit verbreitet . Anschließend wird die Zimtalkohol wird oxidiert , das führt zur Bildung von Zimtaldehyd . Diese Reaktion wird durch humane NAD + -abhängige Alkoholdehydrogenase katalysiert . Nun gibt es zwei Wege für die weitere Biotransformation von Zimtaldehyd. Der Nebenweg der Biotransformation ist die S-Glutathionylierung . Der Hauptweg ist jedoch die Umwandlung von Zimtaldehyd in Zimtsäure durch das Enzym Aldehyddehydrogenase . Als nächstes wird die Zimtsäure in Cinnamoyl-CoA umgewandelt, das wiederum entweder durch N-Acyltransferase entweder in Cinnamoylglycin oder durch β-Oxidation in Benzoyl-CoA umgewandelt wird , wobei letzteres der Hauptweg ist. Zwischenmetaboliten im β-Oxidationsweg können in 3-Hydroxy-3-phenylpropionsäure und Acetophenon umgewandelt werden , die über den Urin ausgeschieden werden können. Die Umwandlungen dieser Zwischenmetaboliten sind jedoch Nebenwege. Schließlich wird das Benzoyl-CoA unter Bildung von Hippursäure mit Glycin konjugiert oder es wird hydrolysiert, wobei freie Benzoesäure erzeugt wird . Dies kann direkt oder nach der Glucuronidierung über den Urin ausgeschieden werden . Hippursäure, der Hauptmetabolit, wird ebenfalls über den Urin ausgeschieden.
Toxizität
Da Cinnamylacetat sowohl als Duftstoff als auch als Bestandteil des Lebensmittelaromas verwendet wird, wird die dermale und orale Exposition als Hauptabsorptionsweg angesehen. Die dermale systematische Exposition von Cinnamylacetat über kosmetische Produkte wird auf 0,0115 mg / kg Körpergewicht / Tag geschätzt.
In der Vergangenheit wurden mehrere Tierversuche durchgeführt, um die Toxizität von Cinnamylacetat zu bewerten. In einem Experiment wurde die orale Toxizität an Ratten getestet. Die Ratten erhielten orale Dosen von Cinnamylacetat und die LD 50 betrug 3,3 g / kg. Während des Experiments wurden Symptome wie langsame Atmung und grobes Zittern bei hohen Dosen beobachtet. Andere Experimente zeigten LD 50 -Werte von 4,750 g / kg zur oralen Verabreichung bei Mäusen und Meerschweinchen. Auch der LD 50 -Wert für die intraperitoneale Verabreichung wurde untersucht und betrug 1.200 g / kg.
Darüber hinaus wurden Studien zur dermalen Toxizität durchgeführt. Experimente an Kaninchen ergaben eine LD 50 von mehr als 5,0 g / kg, es wurden jedoch keine klinischen Wirkungen beobachtet. Darüber hinaus wurde der Grad der Hautreizung bei Schweinen über einen 48- Stunden -Patch-Test getestet . In dieser Studie wurden 0,05 g Cinnamylacetat angewendet und es wurde keine Reizung beobachtet. Weitere zwei Experimente untersuchten die durch 0,1 ml Cinnamylacetat verursachte Hautreizung bei Meerschweinchen und Kaninchen durch direkte Anwendung auf der Haut (offene Anwendung). In diesen Experimenten wurde eine leichte bis mäßige Reizung beobachtet.
Ein NOAEL zur oralen Verabreichung von 275 mg / kg Körpergewicht / Tag wurde aus toxikologischen Daten vom EFSA- Gremium für Zusatzstoffe und Produkte oder Substanzen, die in Tierfutter (FEEDAP) verwendet werden, bestimmt.
Neben diesen Tierversuchen wurden einige Humanstudien durchgeführt. Ein 48-stündiger geschlossener Patch-Test an fünf gesunden männlichen Freiwilligen wurde unter Verwendung von 5% Cinnamylacetat in Petrolatum durchgeführt . In dieser Studie wurde keine Reizung beobachtet. Eine leichte Reizung wurde in einem weiteren 48-Stunden-Patch-Test an fünfzig männlichen Freiwilligen unter Verwendung von 32% Cinnamylacetat in Aceton beobachtet . Schließlich wurde eine Studie am Menschen zur Hautsensibilisierung an 25 gesunden männlichen Freiwilligen durchgeführt. In diesem Experiment wurde ein Maximierungstest (48-Stunden-Pflaster) unter Verwendung von 5% Cinnamylacetat in Petrolatum durchgeführt. Hautsensibilisierungsreaktionen wurden nicht beobachtet.
Darüber hinaus wurden Standard-Draize-Tests verwendet, um die dermale Toxizität bei Menschen, Meerschweinchen und Kaninchen zu bewerten. Dies führte zu einer leichten Hautreizung bei Dosen von 16 mg pro 48 Stunden beim Menschen und bei Dosen von 100 mg pro 24 Stunden bei Meerschweinchen. Bei Kaninchen, die Dosen von 100 mg pro 24 Stunden ausgesetzt waren, wurde eine mäßige Hautreizung beobachtet.
Schließlich wurde das Potenzial von Cinnamylacetat, Schwesterchromatidaustausch zu verursachen , unter Verwendung von Ovarialzellen des chinesischen Hamsters getestet . Dies geschah, weil festgestellt wurde, dass eine andere Komponente der Pflanzenessenz und des Zimtderivats, Zimtaldehyd , die Häufigkeit des durch Mitomycin C induzierten Schwesterchromatidaustauschs erhöhte . Das Ergebnis dieses Tests bewies jedoch, dass Cinnamylacetat aufgrund des Fehlens einer ungesättigten alpha-beta- Carbonylgruppe keinen Schwesterchromatidaustausch verursacht .
Auswirkungen auf Tiere
Cinnamylacetat kommt in den Blattölen des Cinnamomum osmophloeum- Baumes vor, der in Zentral- und Nordtaiwan wächst. Es wurde festgestellt, dass diese Öle antibakterielle, antimildew, antitermite, antimite, antimykotische und entzündungshemmende Wirkungen haben. Darüber hinaus zeigen die Öle eine mückenlarvizide Wirkung gegen Aedes aegypti und Aedes albopictus Larven. Cinnamylacetat spielt bei diesen Aktivitäten jedoch nur eine untergeordnete Rolle.
Darüber hinaus hat Cinnamylacetat eine abweisende Wirkung auf Anopheles gambiae und ist daher zum Schutz vor diesen Insekten nützlich.