Desvelando el poder del alfa-pineno: ¡El Regalo de la Naturaleza Transforma las Industrias y los Paisajes de la Salud!

Alpha-Pinene CAS 2437-95-8

El pineno es una serie de monoterpenos bicíclicos insaturados. En la naturaleza existen dos isómeros geométricos del pineno: α-pineno y β-pineno. Ambos isómeros son quirales. Como su nombre indica, el pineno se encuentra en los pinos. Concretamente, el pineno es el principal componente del extracto líquido de las coníferas. El pineno también se encuentra en muchas plantas no coníferas, como el pino alcanforero (Heterotheca) y la artemisa grande (Artemisia tridentata).

El α-pineno es un compuesto orgánico terpénico. Es uno de los dos isómeros del pineno, el otro es el β-pineno. Es una olefina que contiene un anillo reactivo de cuatro miembros. Se encuentra en los aceites de muchas especies de coníferas, especialmente pinos y abetos. También se encuentra en los aceites esenciales de romero (Rosmarinus officinalis) y Satureja myrtifolia (también conocida como Zoufa en algunas zonas). En la naturaleza se conocen dos enantiómeros; el (1S,5S)- o (-)-α-pineno es más común en los pinos europeos, mientras que el isómero (1R,5R)- o (+)-α es más común en Norteamérica. Las mezclas racémicas de los enantiómeros se encuentran en ciertos aceites, como el aceite de eucalipto y el aceite de cáscara de naranja.

1. ALFA-PINENO Propiedades químicas

Fórmula química: C10H16

Masa molar: 136,238 g-mol-1

Aspecto: Líquido transparente incoloro

Densidad: 0,858 g/ml (líquido a 20 °C)

Punto de fusión: -62,80 °C; -81,04 °F; 210,35 K[1].

Punto de ebullición: 156,85 ± 4,00 °C; 314,33 ± 7,20 °F; 430,00 ± 4,00 K[1] .

Solubilidad en agua: Muy baja

Solubilidad en ácido acético: miscible

Solubilidad en etanol: miscible

Solubilidad en acetona: miscible

Rotación quiral ([α]D): -50,7° (1S,5S-pineno)

Punto de fusión：-55 °C

Punto de ebullición：155-156 °C(lit.)

densidad：0,858 g/mL a 25 °C(lit.)

índice de refracción：n20/D 1.465(lit.)

Fp：90 °F

Constante dieléctrica：2.6（25℃）

El α-pineno es un líquido transparente incoloro a temperatura ambiente, volátil, insoluble en agua, que contiene una estructura especial de doble enlace bicíclico, con una buena actividad biológica y una diversidad de reacciones única. Es una de las materias primas importantes para la síntesis de alcanfor, carámbano, rosinol, especia, resina y otros productos químicos en los campos de la química y la química atmosférica.

2. Reactividad

Importantes derivados comerciales del α-pineno son el linalol, el geraniol, el nerol, el a-pineno y el canfeno.

El α-Pineno 1 es activo debido a la presencia de un anillo de cuatro miembros adyacente al alqueno. Este compuesto es susceptible a reordenamientos esqueléticos como el reordenamiento Wagner-Melwein. Los ácidos suelen dar lugar a productos de reordenación. El ácido sulfúrico concentrado y el etanol dan los productos principales, el pinacol 2 y su éter 3, mientras que el ácido acético glacial da el acetato 4 correspondiente. Cuando se utilizan ácidos diluidos, el hidrato de terpeno 5 se convierte en el principal producto.

A bajas temperaturas, en presencia de éter dietílico, puede obtenerse un producto de adición simple 6a con un equivalente molar de HCl anhidro, pero es muy inestable. A temperatura ambiente, o en ausencia de éter, los principales productos son el cloruro de bencilo 6b y, en menor medida, el cloruro de nabo 6c. Durante muchos años, el 6b (también conocido como "alcanfor artificial") se denominó "clorhidrato de pineno" hasta que se demostró que era idéntico al cloroborano derivado del canfeno. Si se utiliza más ácido clorhídrico, el 7 no quiral (clorhidrato de dipenteno) y algo de 6b se convierten en los principales productos. El cloruro de nitrosilo, en presencia de una base, produce la oxima 8, que se reduce a "pinamina".9 Tanto 8 como 9 son compuestos estables que contienen anillos de cuatro miembros intactos, y estos compuestos han sido de gran ayuda para determinar este importante componente del esqueleto del pineno.

En condiciones de oxidación aeróbica, los principales productos de oxidación son el óxido de pineno, el peróxido de veratrole, el veratrol y la verbenona.

3. Papel en la atmósfera

Los monoterpenos, de los que el α-pineno es una de las principales especies, son liberados en grandes cantidades por la vegetación, y estas liberaciones se ven afectadas por la temperatura y la intensidad de la luz. En la atmósfera, el α-pineno reacciona con el ozono, los radicales hidroxilo o los radicales NO3,[cita completa necesaria] para producir sustancias de baja volatilidad que se condensan parcialmente en los aerosoles existentes, creando así aerosoles orgánicos secundarios. Esto se ha demostrado en muchos experimentos de laboratorio con monoterpenos y sesquiterpenos. Los productos claramente identificados del α-pineno son el pinaldehído, el n-pinaldehído, el ácido pinenoico, el ácido pinenoico y el ácido pinoleico.

4. Usos del β-pineno y métodos de síntesis

A. Efecto antitumoral

Zhang Z et al. En el estudio del efecto del α-pineno sobre el cáncer de pulmón de células no pequeñas, el α-pineno trató sinérgicamente las células A549 con paclitaxel, lo que podía aumentar la eficacia del paclitaxel en la supresión de tumores mediante el método de medicación combinada. Los resultados mostraron que el α-pineno era capaz de promover significativamente la apoptosis de las células tumorales. Esto se debió principalmente al efecto sinérgico cuando se coadministró con paclitaxel. Un estudio más detallado del mecanismo demostró que el α-pineno, cuando se utilizaba en combinación con paclitaxel, era capaz de provocar un aumento significativo de la proporción de células en la fase G0/G1, y se producían alteraciones en las características morfológicas celulares, como cambios en el secuestro de la cromatina y la fragmentación nuclear, para dar lugar a la generación de apoptosis en las células tumorales.

B. Efecto antifúngico

La pared celular de Candida albicans se compone principalmente de quitina, glucosa y manano, la composición química de la membrana celular es principalmente ergosterol, y el ácido nucleico es principalmente ADN y una pequeña cantidad de ARN. la síntesis de estos componentes puede conducir a la muerte de las células bacterianas. Xia Zhongdi et al. en el estudio encontró que α-pineno en Candida albicans pared celular en el butilo, la síntesis de polisacáridos, la síntesis de ergosterol en la membrana celular y la síntesis de ácidos nucleicos ADN y ARN tienen efecto inhibidor obvio, incluyendo la inhibición de la síntesis de ergosterol es más obvious.Pichette A y otros estudios también han encontrado que α-pineno tiene un anti-inflamatorio, antibacteriano, efecto antioxidante.

C. Antialérgico y mejora el papel de las úlceras

En el estudio de Nam SY et al. sobre el efecto inhibidor del α-pineno en la rinitis alérgica en ratones, se descubrió que la expresión de IL-4 en linfocitos esplénicos disminuía, la mucosa nasal en la IgE, α-TNF, ICAM-1 y la proteína inflamatoria de macrófagos-2 disminuían. Los eosinófilos y los mastocitos, que aumentaron en ratones in vivo, también se redujeron significativamente tras el tratamiento con α-pineno. Además, en un estudio sobre la acción del α-pineno en la línea de mastocitos humanos HMC-1, el α-pineno inhibió las actividades de RIP2 fosforilada, IKK-β, NF-κB y caspasa-1 tras la sensibilización. Por lo tanto, el α-pineno se considera un agente antialérgico.

En el estudio de la mejora de las úlceras, Pinheiro Mde A et al. aceite extraído α-pineno tratados úlceras gástricas en ratones y encontró que muestran α-pineno tiene actividad anti-úlcera significativa.

5. Propiedades y usos

El α-pineno es altamente biodisponible, con una captación pulmonar 60% y un metabolismo o redistribución rápidos. El α-pineno tiene efectos antiinflamatorios y posiblemente antimicrobianos a través de la PGE1. Tiene actividad inhibidora de la acetilcolinesterasa y puede ser útil para la memoria. También se utiliza como agente antimicrobiano. Tiene actividad inhibidora de la acetilcolinesterasa y ayuda a la memoria. Al igual que el canfenol, el veratrol y el pinenol, el (-)-α-pineno es un modulador positivo de los receptores GABAA. Actúa en el sitio de unión de las benzodiacepinas.

El α-Pineno es la base de la biosíntesis de los ligandos CB2 como el HU-308.

El α-pineno es uno de los muchos terpenos y terpenoides que se encuentran en la planta de cannabis. Estos compuestos también se encuentran en altos niveles en los preparados finales de flores secas de cannabis conocidos comúnmente como marihuana. Científicos y expertos en cannabis creen que estos terpenos y terpenoides tienen una gran influencia en el "carácter" o "personalidad" única de cada planta de cannabis. Se cree que el alfa-pineno, en particular, reduce los déficits de memoria, que suelen ser uno de los efectos secundarios del THC. [Es probable que el alfa-pineno tenga esta actividad porque es un inhibidor de la acetilcolinesterasa, que es una clase de compuestos conocidos por ayudar a la memoria y aumentar el estado de alerta.

El alfa-pineno también contribuye de forma significativa a las muchas características de olor diferentes y distintivas de una amplia gama de especies, variedades y cultivares de cannabis.

El pineno (especialmente α) es el principal componente de la trementina, un disolvente y combustible derivado de la naturaleza.

Se ha estudiado el uso del pineno como biocombustible en motores de encendido por chispa. Los estudios han demostrado que el poder calorífico del dímero de pineno es comparable al del combustible de aviación JP-10.

6. Biosíntesis

Tanto el α-pineno como el β-pineno se producen por ciclación del geranil pirofosfato a través del linalil pirofosfato, seguida de la pérdida de un protón del carbocatión equivalente. Los investigadores del Georgia Tech y del Joint Bioenergy Institute sintetizaron el pineno a partir de una bacteria.

7. Visión general

El β-pineno es un monoterpeno bicíclico. Es un isómero del α-pineno, uno de los principales componentes de la trementina. Su contenido varía según la especie, de 28% a 35% en el aceite de trementina de pino de pantano (Ji'an, Jiangxi, China). Masa molecular relativa 136, fórmula molecular C10H16. molécula con un ciclobutano, un isopropilo y un doble enlace extracíclico. Tiene propiedades químicas similares al α-pineno. Líquido incoloro, densidad (20 ℃) 0,8712, punto de ebullición 162 ~ 163 ℃. Índice de refracción (20 ℃) 1,4787, espín (20 ℃) (en etanol) -22,44 ℃. Puede utilizarse para la síntesis de linalol, nerol, geraniol, alcohol laurílico y sus ésteres, alcohol nopf, acetato nopf, citral, cetona violeta, citronelol y aldehídos, hidroxicitronelal y sus ésteres, aldehído de neobeladona, nitrilo de neobeladona, piedra de nacimiento del dragón, resinas de terpeno, etc. También es una importante materia prima para la síntesis de especias y aromas.

Preparación

a. El método de preparación del β-pineno de alta pureza incluye los siguientes pasos:

a) Añadir trementina en el hervidor de reacción, calentar y fundir, y aspirar;

b) calentamiento a 75 ℃, destilación durante 1,5 horas y, a continuación, el destilado se destiló repetidamente 3 veces según la temperatura y el tiempo mencionados; el destilado se recogió y se reservó;

c) continuar elevando la temperatura hasta 160°C, destilar durante 1,2 horas y, a continuación, destilar el destilado repetidamente durante 3 veces para obtener el producto bruto β-pineno;

d) recoger dicho producto bruto de β-pineno, transferirlo al reactor, pasarlo al ácido sulfúrico concentrado, agitar uniformemente, y reaccionar durante 1 hora para obtener una parte de β-pineno de alta pureza; en donde la relación másica de ácido sulfúrico concentrado a producto bruto de β-pineno es de 1:1;

e) Transferir el destilado de la etapa B a un reactor, añadir un catalizador de paladio con tierra de diatomeas como soporte, ajustar la temperatura a 180°C y hacer reaccionar isoméricamente durante 30 minutos para obtener otra parte de β-pineno de gran pureza;

f) Combinación del β-pineno de gran pureza de la etapa D con el β-pineno de gran pureza de la etapa E.

b. En segundo lugar, añadir trementina en el hervidor de reacción, calefacción y fusión, vacío; calefacción a 75 ℃, destilación 1,5 horas, y luego de acuerdo con la temperatura anterior y el tiempo del destilado destilación repetida 3 veces; seguir aumentando la temperatura a 160 ℃, destilación 1.2 horas, y destilación repetida durante 2 veces, para obtener el producto β-pineno crudo; recoger dicho producto β-pineno crudo, transferido a la caldera de reacción, a través del ácido sulfúrico concentrado, agitando uniformemente, la reacción durante 40 minutos La reacción se llevó a cabo durante 40 minutos para obtener β-pineno de alta pureza; la relación de masa de ácido sulfúrico concentrado a β-pineno producto crudo fue de 1:3.

8. Aplicaciones

El β-pineno puede utilizarse para la síntesis de linalol, nerol, geraniol, alcohol laurílico y sus ésteres, alcohol de nopf, acetato de nopf, citral, cetona violeta, alcohol y aldehído de citronela, hidroxialdehído de citronela y sus ésteres, aldehído de neobeladona, nitrilo de neobeladona, piedra de nacimiento del dragón, resinas terpénicas, etc. Es una materia prima importante para la síntesis de especias y aromas.v

Con la profundización de la investigación en China sobre el uso de trementina para extraer aromas sintéticos, aumenta la demanda de ácido láurico por parte de los usuarios intermedios, y la demanda también crece. Escisión del β-pineno para generar ácido láurico:

De acuerdo con los siguientes pasos: 110 gramos de contenido de β-pineno de 95,1% de mezcla de β-pineno en el carburador, el comienzo del vacío, calefacción; control de vacío en el -0,075Mpa ~ -0,085MPa, la temperatura de calentamiento a 110 ℃, control de 30 minutos para evaporar el carburador del material, la formación de β-pineno gaseoso, β-pineno gaseoso en el mezclador con 5 veces el volumen de β-pineno gaseoso de nitrógeno para el craqueo de β-pineno. β-pineno gas en el mezclador y 5 veces el volumen de β-pineno gas nitrógeno para mezclar, mezclar el control de temperatura a 90 ° C; después de entrar en el precalentador para precalentamiento, precalentador mezcla de gases a 240 ° C, y luego el gas mezclado en un vacío en el tubo de craqueo con una capa de catalizador de la capa de catalizador en la mezcla de gases; la capa de catalizador aquí para el catalizador de tamiz molecular de zeolita; la temperatura del tubo de craqueo a lo largo de la dirección axial del cuerpo del tubo a su vez en tres La temperatura del tubo de craqueo se divide en tres secciones axiales a lo largo del tubo, y las temperaturas en los tres puntos son 365℃, 460℃ y 475℃, y el grado de vacío del tubo de craqueo es -0.085Mpa. El producto de craqueo que sale del tubo de craqueo se enfría a menos de 50℃ mediante enfriamiento en dos etapas para formar un líquido y obtener 100g de laurileno. El análisis del laurileno mostró que el contenido de β-pineno era de 1,8%, el contenido de laurileno era de 78,62%, el índice de conversión era de 98,1% y la selectividad era de 84,26%.