Hinokitiol - Hinokitiol

Hinokitiol
Namen
	Bevorzugter IUPAC-Name 2-Hydroxy-6-(propan-2-yl)cyclohepta-2,4,6-trien-1-on
	Andere Namen β-Thujaplicin; 4-Isopropyltropolon
Identifikatoren
CAS-Nummer
3D-Modell ( JSmol )
ChEBI
ChEMBL
ChemSpider
ECHA-InfoCard	100.007.165
KEGG
PubChem- CID
UNII
CompTox-Dashboard ( EPA )
	InChI InChI=1S/C10H12O2/c1-7(2)8-4-3-5-9(11)10(12)6-8/h3-7H,1-2H3,(H,11,12) Schlüssel: FUWUEFKEXZQKKA-UHFFFAOYSA-N ;
	LÄCHELN O=C1/C=C(\C=C/C=C1/O)C(C)C;
Eigenschaften
Chemische Formel	C 10 H 12 O 2
Molmasse	164,204 g·mol -1
Aussehen	Farblose bis blassgelbe Kristalle
Schmelzpunkt	50 bis 52 °C (122 bis 126 °F; 323 bis 325 K)
Siedepunkt	140 °C (284 °F; 413 K) bei 10 mmHg
Löslichkeit in Wasser	1,2 g/l (0 °C)
Löslichkeit in Ethanol	20 g/l
Löslichkeit in Dimethylsulfoxid	30 g/l
Löslichkeit in Dimethylformamid	12,5 g/l
Gefahren
Flammpunkt	140 °C (284 °F; 413 K)
	Sofern nicht anders angegeben, beziehen sich die Daten auf Materialien im Standardzustand (bei 25 °C [77 °F], 100 kPa).
	überprüfen ( was ist ?)
	Infobox-Referenzen

Hinokitiol ( β-Thujaplicin ) ist ein natürliches Monoterpenoid, das im Holz von Bäumen der Familie Cupressaceae vorkommt . Es ist ein Tropolon- Derivat und gehört zu den Thujaplicinen . Hinokitiol wird in Mund- und Hautpflegeprodukten verwendet und ist ein in Japan verwendeter Lebensmittelzusatzstoff .

Geschichte

Hinokitiol wurde 1936 von dem japanischen Chemiker Tetsuo Nozoe entdeckt . Es wurde aus der ätherischen Ölkomponente des Kernholzes der taiwanesischen Hinoki isoliert , von der die Verbindung schließlich ihren Namen erhielt. Hinokitiol ist die erste identifizierte nicht- benzenoide aromatische Verbindung. Die Verbindung hat eine siebeneckige Molekülstruktur und wurde erstmals 1951 von Ralph Raphael synthetisiert . Aufgrund seiner eisenchelatisierenden Aktivität wurde Hinokitiol in den wissenschaftlichen Medien als "Iron Man-Molekül" bezeichnet, was ironisch ist, da Tetsuo ins Englische übersetzt wird als "Ironman". Taiwanesischer Hinoki stammt aus ostasiatischen Ländern, insbesondere aus Japan und Taiwan . Hinokitiol wurde auch in anderen Bäumen der Familie der Cupressaceae gefunden , einschließlich Thuja plicata Donn ex D. Don, die im pazifischen Nordwesten verbreitet ist .

Hölzer, die reich an Hinokitiol sind, wurden von den Menschen des alten Japans verwendet, um langjährige Gebäude zu bauen, wie den Konjiki-dō , einen japanischen Nationalschatz, eines der Gebäude des Chūson-ji- Komplexes, einem Tempel in der Präfektur Iwate . Es schützte es über einen langen Zeitraum von etwa 840 Jahren vor Insekten , holzzerstörenden Pilzen und Schimmelpilzen . Darüber hinaus gibt es einige alte berühmte buddhistische Tempel und Shinto-Schreine mit Bäumen, von denen später bekannt wurde, dass sie Hinokitiol enthalten. Ab den 2000er Jahren sind die biologischen Eigenschaften von Hinokitiol in das Forschungsinteresse gerückt, wobei der Schwerpunkt auf seinen biologischen Eigenschaften liegt. Und die Resistenz von Zypressen gegen Holzfäule war der Hauptgrund, ihren chemischen Gehalt zu untersuchen und die für diese Eigenschaften verantwortlichen Substanzen zu finden.

Natürliches Vorkommen

Hinokitiol wurde in den Harthölzern der Bäume der Familie der Cupressaceae gefunden , darunter Chamaecyparis obtusa (Hinoki-Zypresse), Thuja plicata (Westliche rote Zeder), Thujopsis dolabrata var. hondai (Hinoki Asunaro), Perus cedrus (Kanarische Inseln Wacholder), Cedrus atlantica (Atlas - Zeder), Mexikanische Zypresse (Mexican weißen Zeder), Chamaecyparis lawsoniana (Port Orford Zeder), Chamaecyparis taiwanensis (Taiwan Zypressen), Chamaecyparis thyoides (Atlantic weißen Zeder ), Arizona-Zypresse (Arizona Zypresse), Cupressus macnabiana (MacNab Zypresse), Cupressus macrocarpa (Monterey - Zypresse), Juniperus chinensis (chinesische Wacholder), Juniperus communis (Gemeine Wacholder), Kalifornischer Wacholder (Kalifornien Wacholder), Juniperus occidentalis (West Wacholder) , Stech-Wacholder (Cade), sadebaum (Savin Wacholder), decurrens Calocedrus (California Weihrauchzeder), Calocedrus formosana (Taiwan Weihrauch-Zeder), Platycladus orientalis (Chinese Thuja), Thuja occidentalis (Nord weiß-Zeder), Thuja standishii (japanische Thuja), Tetraclinis Articula (Sandarac).

Seine Konzentration in den Bäumen beträgt 0,1-0,2 % bei Chamaecyparis taiwanensis (2 mg Hinokitiol pro 1 g trockenes Sägemehl), 0,04 % bei Juniperus cedrus und Thujopsis dolabrata var. hondai (0,4 mg Hinokitiol pro 1 g trockenes Sägemehl) und 0,02 % in Chamaecyparis obtusa (0,2 mg Hinokitiol pro 1 g trockenes Sägemehl).

Es gibt drei natürlich vorkommende Thujaplicine : α-Thujaplicin, β-Thujaplicin (Hinokitiol) und γ-Thujaplicin. Hinokitiol ist das häufigste Isomer und es scheint das einzige Isomer zu sein, das alle biologischen Aktivitäten ausübt, die Thujaplicinen zugeschrieben werden.

Biosynthese

Es gibt verschiedene Wege, Thujaplicine zu synthetisieren. Hinokitiol, wie andere Thujaplicinen kann synthetisiert werden durch Cycloaddition von isopropyl Cyclopentadien und dichlor Keten, 1,3-dipolare Cycloaddition von 5-isopropyl-1-methyl-3-oxidopyridinium, Ringerweiterung von 2-Isopropylcyclohexanon, regiokontrollierte Hydroxylierung von Oxyallyl (4 +3) Cycloaddukte , regioselektiv aus ( R )-(+)- Limonen und aus dem Troponeirontricarbonyl-Komplex. Hinokitiol kann auch durch Pflanzenzellsuspensionskulturen isoliert oder leicht mit chemischen Lösungsmitteln und Ultraschall aus dem Holz extrahiert werden .

(1) Synthese von Hinokitiol aus Troponeirontricarbonylkomplex:

(2) Synthese von Hinokitiol durch elektroreduktive Alkylierung von substituierten Cycloheptatrienen:

(3) Synthese von Hinokitiol durch Ringerweiterung von 2-Isopropylcyclohexanon:

(4) Synthese von Hinokitiol durch Oxyallylkation [4+3]-Cyclisierung (Noyori-Synthese):

Chemie

Hinokitiol ist ein Tropolon- Derivat mit einem ungesättigten siebengliedrigen Kohlenstoffring. Es ist ein Monoterpenoid – Cyclohepta-2,4,6-trien-1-on, substituiert durch eine Hydroxygruppe an Position 2 und eine Isopropylgruppe an Position 4. Es ist ein Enol und ein zyklisches Keton . Es leitet sich von einem Hydrid eines Cyclohepta-1,3,5-triens ab . Thujaplicine sind in organischen Lösungsmitteln und wässrigen Puffern löslich. Hinokitiol liefert bei heftiger Oxidation Aceton und bei katalytischer Hydrierung das gesättigte monocyclische Diol. Es ist gegenüber Alkalien und Säuren stabil, salzt oder bleibt unverändert, wandelt sich jedoch nicht in Brenzkatechin-Derivate um. Hinokitiol bindet wie andere Thujaplicine und Tropolone reversibel Metallionen. Es bildet mit Metallionen komplexe Salze.

Ionophor

Hinokitiol bindet wie andere Tropolone reversibel Metallionen (dh Zn ²⁺ , Fe ²⁺ , Cu ²⁺ , Co ²⁺ , Mn ²⁺ , Ag ²⁺ ) und bildet komplexe Salze . Es wird als Breitspektrum betrachtet metallophore und eine effiziente Eisen - Chelatbildner . Der Eisenkomplex mit Hinokitiol mit der Formel (C ₁₀ H ₁₁ O ₂ ) ₃ Fe wird als Hinokitin bezeichnet. Hinoki- Öl ist reich an Hinokitin, das dunkelrote Kristalle aufweist. Die Komplexe aus Eisen und Tropolonen weisen eine hohe thermodynamische Stabilität auf und haben eine stärkere Bindungskonstante als der Trnasferrin-Eisen-Komplex. Es wird angenommen, dass die metallbindende Aktivität der Hauptwirkungsmechanismus sein kann, der dem größten Teil seiner biologischen Aktivitäten zugrunde liegt, insbesondere der Bindung von Eisen-, Zink- und Kupferionen. Indem es verschiedene Metallionen bindet und als Ionophor dient , beschleunigt es die intrazelluläre Aufnahme dieser Ionen und erhöht ihre intrazellulären Spiegel, wodurch verschiedene biologische Aktivitäten beeinflusst werden. Es wird gezeigt, dass bei einigen biologischen Aktivitäten und Einstellungen ein synergistischer Effekt auftreten kann, wenn Ionophore mit den Ionen, die sie binden, kombiniert werden. Als Ionohor hat sein Molekül ein hydrophiles Zentrum und einen hydrophoben Teil. Der hydrophobe Teil interagiert mit biologischen Membranen. Das hydrophile Zentrum bindet Metallionen und bildet Ionophor-Ionen-Komplexe.

Biologische Eigenschaften

Hinokitiol und andere Thujaplicine wurden hauptsächlich in In-vitro- Studien und Tiermodellen auf ihre möglichen biologischen Eigenschaften untersucht, wie antimikrobielle, antimykotische, antivirale, antiproliferative, entzündungshemmende, antiplasmodiale Wirkungen. Es gibt jedoch keine Beweise aus klinischen Studien, die diese Ergebnisse stützen. Es hat sich auch als insektizide, pestizide und Antibräunungswirkung erwiesen. Es wird angenommen, dass die überwiegende Mehrheit dieser Eigenschaften auf die Metallionen-bindende Aktivität zurückzuführen ist. Hinokitiol schien alle In-vitro- Aktivitäten auszuüben , die Thujaplicinen zugeschrieben werden.

Hinokitiol hat nachweislich eine hemmende Wirkung auf Chlamydia trachomatis und kann als topisches Arzneimittel klinisch nützlich sein.

Sicherheit

Die Sicherheit von Hinokitiol wurde an Ratten getestet und es wurde keine krebserzeugende Wirkung bei Ratten festgestellt. Im Jahr 2006 wurde Hinokitiol in Kanada auf der Domestic Substance List (DSL) als nicht persistent, nicht bioakkumulativ und nicht toxisch für Wasserorganismen eingestuft.

Verwendet

Haut- und Mundpflegeprodukte

Hinokitiol wird in einer Reihe von Verbraucherprodukten für die Hautpflege verwendet, wie Seifen , Hautlotionen , Augenlidreiniger , Shampoos und Haarwasser ; zur Mundpflege, wie Zahnpasten , Atemsprays .

Im April 2020 reichte Advance Nanotek, ein australischer Hersteller von Zinkoxid, eine gemeinsame Patentanmeldung mit AstiVita Limited für eine antivirale Zusammensetzung mit Mundpflegeprodukten ein.

Insektenspray

Hinokitiol hat insektizide und pestizide Wirkung gegen pflanzenschädigende Termiten ( Reticulitermes speratus , Coptotermes formosanus ) und Käfer ( Lasioderma serricorne , Callosobruchus chinensis ). Es hat auch gezeigt, dass es gegen bestimmte Milben ( Dermatophagoides farinae , Tyrophagus putrescentiae ) und Mückenlarven ( Aedes aegypti , Culex pipiens ) wirkt . Hinokitiol wird in handelsüblichen Zecken- und Insektenschutzmitteln ergänzt .

Konservierungsmittel für Lebensmittel

In experimentellen Studien Hinokitiol wurde gegen wirken gezeigt Botrytis cinerea beschädigen, eine nekrotrophe Pilze verursacht Grauschimmel in vielen Pflanzenarten und bekannten gärtnerischen Kulturpflanzen . Daher wurde vorgeschlagen, es für das Wachsen nach der Ernte zu verwenden, um einen Verfall nach der Ernte zu verhindern . Hinokitiol ist ein in Japan registrierter Lebensmittelzusatzstoff . Hinokitiol scheint die Bräunung von Lebensmitteln zu unterdrücken, indem es Bräunungsenzyme , insbesondere Tyrosinase und andere Polyphenoloxidasen, durch Chelatbildung von Kupferionen hemmt . Dieser Effekt wurde bei verschiedenen Gemüsen, Früchten, Pilzen, Blumen, Pflanzen, anderen landwirtschaftlichen Produkten und Meeresfrüchten gezeigt. Aufgrund der letztgenannten Wirkungen wird Hinokitiol in Lebensmittelverpackungen als Mittel zur Verlängerung der Haltbarkeit verwendet.

Holzschutzmittel

Hinokitiol ist einer der chemischen Verbindungen von den Bäumen isoliert, bekannt als Extractivstoffe , verantwortlich für die natürliche Dauerhaftigkeit bestimmter Bäume. Hinokitiol kommt im Kernholz von natürlich haltbaren Bäumen der Familie der Cupressaceae vor . Diese Verbindungen verleihen dem Holz aufgrund ihrer fungiziden, insektiziden und pestiziden Wirkung eine natürliche Beständigkeit gegen Fäulnis und Insektenbefall. Dabei wird vorgeschlagen, Hinokitiol, wie einige andere natürliche Extrakte, als Holzschutzmittel für die Holzbehandlung zu verwenden.

Forschungsrichtungen

Eisentransport

Forscher, die eine Bibliothek kleiner Biomoleküle auf Anzeichen von Eisentransport untersuchten, fanden heraus, dass Hinokitiol die Zellfunktionalität wiederherstellte. Weitere Arbeiten des Teams schlugen einen Mechanismus vor, durch den Hinokitiol das Zelleisen wiederherstellt oder reduziert.

Krebsforschung

Verschiedene in-vitro - Studien haben die Wirkung von Hinokitiol auf verschiedene Tumorsuchten Zelllinien .

Siehe auch

Verweise

Externe Links

Languages

In other projects