Az alfa-pinene erejének feltárása: A természet ajándéka átalakítja az iparágakat és az egészségügyi tájképet!

Alpha-Pinene CAS 2437-95-8

A pinen a telítetlen biciklikus monoterpének sorozata. A természetben a pinennek két geometriai izomerje létezik: α-pinen és β-pinen. Mindkét izomer királis. Ahogy a neve is mutatja, a pinen a fenyőfákban található. Pontosabban a pinen a tűlevelűek folyékony kivonatának fő összetevője. A pinene számos nem tűlevelű növényben is megtalálható, mint például a kámforfenyőben (Heterotheca) és a nagy zsályabokorban (Artemisia tridentata).

Az α-pinen egy terpén szerves vegyület. A pinen két izomerjének egyike, a másik a β-pinen. Ez egy reaktív négytagú gyűrűt tartalmazó olefin. Számos tűlevelű fafaj, különösen a fenyő és a fenyő olajában található. A rozmaring (Rosmarinus officinalis) és a Satureja myrtifolia (egyes területeken Zoufa néven is ismert) illóolajában is megtalálható. A természetben két enantiomerje ismert; az (1S,5S)- vagy (-)-α-pinen az európai fenyőkben gyakoribb, míg az (1R,5R)- vagy (+)-α izomer Észak-Amerikában gyakoribb. Az enantiomerek racém keverékei megtalálhatók bizonyos olajokban, például az eukaliptuszolajban és a narancshéjolajban.

1. ALPHA-PINENE Kémiai tulajdonságok

Kémiai képlet: C10H16

Moláris tömeg: 136,238 g-mol-1

Megjelenés: Színtelen, átlátszó folyadék

Sűrűség: 0,858 g/ml (folyadék 20 °C-on)

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

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

Vízben oldhatóság: Vízben oldhatóság: Nagyon alacsony

Oldhatóság ecetsavban: keverhető

Oldhatóság etanolban: keverhető

Oldhatóság acetonban: keverhető

Királis forgás ([α]D): -50,7° (1S,5S-pinen)

Olvadáspont：-55 °C

Forráspont：155-156 °C(lit.)

sűrűség：0,858 g/ml 25 °C-on (lit.)

törésmutató：n20/D 1.465(lit.)

Fp：90 °F

Dielektromos állandó：2.6（25℃）

Az α-pinene szobahőmérsékleten színtelen, átlátszó folyadék, illékony, vízben nem oldódik, különleges biciklikus kettős kötésszerkezetet tartalmaz, jó biológiai aktivitással és egyedülálló reakcióváltozattal rendelkezik. A kémiai és légköri kémia területén a kámfor, jégcsap, kolofil, fűszer, gyanta és más kémiai termékek szintézisének egyik fontos alapanyaga.

2. Reaktivitás

Az α-pinen fontos kereskedelmi forgalomban kapható származékai a linalool, a geraniol, a nerol, az a-pinen és a kámfén.

Az α-pinen 1 az alkénnel szomszédos négytagú gyűrű jelenléte miatt aktív. Ez a vegyület hajlamos a vázas átrendeződésekre, például a Wagner-Melwein átrendeződésre. A savak általában átrendeződési termékekhez vezetnek. Koncentrált kénsav és etanol adja a fő termékeket, a pinakol 2-t és annak éterét (3), míg a jégecetsav a megfelelő acetátot (4). Híg savak használata esetén a terpénhidrát 5 lesz a fő termék.

Alacsony hőmérsékleten, dietil-éter jelenlétében, egy mólegyenérték vízmentes HCl segítségével egy egyszerű 6a addíciós termék állítható elő, amely azonban nagyon instabil. Szobahőmérsékleten vagy éter hiányában a fő termék a benzil-klorid 6b, és kisebb mértékben a répaklorid 6c. A 6b-t (más néven "mesterséges kámfor") sokáig "pinen-hidroklorid"-ként emlegették, amíg ki nem mutatták, hogy azonos a kámfarból származó klórbóránnal. Ha több sósavat használunk, a nem királis 7 (dipentén-hidroklorid) és némi 6b lesz a fő termék. A nitrozil-klorid bázis jelenlétében a 8-as oximot eredményezi, amely "pinaminná" redukálódik.9 Mind a 8-as, mind a 9-es stabil, ép négytagú gyűrűt tartalmazó vegyületek, és ezek a vegyületek nagy segítséget jelentettek a pinenváz e fontos összetevőjének meghatározásában.

Aerob oxidációs körülmények között a fő oxidációs termékek a pinen-oxid, a veratrol-peroxid, a veratrol és a verbenon.

3. Szerep a légkörben

A monoterpének, amelyek közül az α-pinen az egyik fő faj, nagy mennyiségben szabadulnak fel a növényzetből, és ezeket a kibocsátásokat a hőmérséklet és a fényintenzitás befolyásolja. A légkörben az α-pinén ózonnal, hidroxilgyökökkel vagy NO3-gyökökkel reagálva[teljes idézettség szükséges] alacsony illékonyságú anyagokat hoz létre, amelyek részben kondenzálódnak a meglévő aeroszolokon, így másodlagos szerves aeroszolok jönnek létre. Ezt számos laboratóriumi kísérletben bizonyították monoterpénekkel és szeszkviterpénekkel. Az α-pinen egyértelműen azonosított termékei a pinaldehid, az n-pinaldehid, a pinénsav, a pinénsav és a pinolsav.

4. β-pinen felhasználása és szintézismódszerek

A. Daganatellenes hatás

Zhang Z et al. Az α-pinene nem kissejtes tüdőrákra gyakorolt hatásának vizsgálata során az α-pinene szinergikusan kezelte az A549 sejteket paclitaxellel, ami a kombinált gyógyszeres kezelés módszerével növelheti a paclitaxel hatékonyságát a tumorok elnyomása terén. Az eredmények azt mutatták, hogy az α-pinen képes volt jelentősen elősegíteni a tumorsejtek apoptózisát. Ez főként a paclitaxellel együtt adagolt szinergista hatásnak volt köszönhető. A mechanizmus további vizsgálata azt mutatta, hogy az α-pinen paclitaxellel kombinációban alkalmazva képes volt a G0/G1 fázisban lévő sejtek arányának jelentős növekedését előidézni, és a sejtek morfológiai jellemzőiben is változások következtek be, mint például a kromatin szekvenciójában és a sejtmag fragmentációjában bekövetkező változások, hogy a tumorsejtekben apoptózist idézzen elő.

B. Gombaellenes hatás

A Candida albicans sejtfala főként kitinből, glükózból és mannánból áll, a sejtmembrán kémiai összetétele főként ergoszterin, a nukleinsav pedig főként DNS és kis mennyiségű RNS. ezen összetevők szintézise a baktériumsejtek elhalásához vezethet. Xia Zhongdi et al. a tanulmány megállapította, hogy az α-pinene a Candida albicans sejtfalán a butil, poliszacharid szintézis, az ergoszterin szintézise a sejtmembránban és a DNS és RNS nukleinsavak szintézisének nyilvánvaló gátló hatása van, beleértve az ergoszterin szintézisének gátlását is.Pichette A és más tanulmányok is megállapították, hogy az α-pinene gyulladáscsökkentő, antibakteriális, antioxidáns hatású.

C. Anti-allergiás és javítja a fekélyek szerepét

Nam SY et al. vizsgálat az α-pinene gátló hatását az allergiás rhinitis egerek, megállapította, hogy a lépi limfocita IL-4 expresszió csökkent, orrnyálkahártya az IgE, α-TNF, ICAM-1 és a makrofág gyulladásos fehérje-2 csökkent. Az egerekben in vivo megnövekedett eozinofilek és hízósejtek szintén jelentősen csökkentek az α-pinen kezelés után. Ezenkívül az α-pinene HMC-1 humán hízósejtvonalra gyakorolt hatását vizsgáló vizsgálatban az α-pinene gátolta a foszforilált RIP2, IKK-β, NF-κB és kaszpáz-1 aktivitását a szenzitizációt követően. Ezért az α-pinene antiallergiás hatóanyagnak tekinthető.

A fekélyek javulásának vizsgálatában Pinheiro Mde A et al. olajjal kivont α-pinene kezelt gyomorfekélyt egerekben, és megállapította, hogy az α-pinene jelentős fekélyellenes aktivitást mutat.

5. Tulajdonságok és felhasználások

Az α-pinene nagymértékben biohasznosítható, 60% tüdőfelvétellel és gyors metabolizmussal vagy újraelosztással. Az α-Pinene a PGE1-en keresztül gyulladáscsökkentő és valószínűleg antimikrobiális hatással rendelkezik. Acetilkolin-észteráz gátló hatású, és hasznos lehet a memória szempontjából. Antimikrobiális szerként is használják. Acetilkolin-észteráz gátló hatással rendelkezik és segíti a memóriát. A (-)-α-pinenol a camphenolhoz, veratrolhoz és pinenolhoz hasonlóan a GABAA-receptorok pozitív modulátora. A benzodiazepinek kötőhelyén hat.

Az α-pinene az alapja a CB2 ligandumok, például a HU-308 bioszintézisének.

Az α-pinen a kannabisz növényben található számos terpén és terpenoid egyike. Ezek a vegyületek nagy mennyiségben megtalálhatók a kész szárított kannabiszvirág-készítményekben is, amelyeket általában marihuána néven ismerünk. A tudósok és kannabisz-szakértők széles körben úgy vélik, hogy ezek a terpének és terpenoidok nagy hatással vannak az egyes kannabisznövények egyedi "karakterére" vagy "személyiségére". különösen az α-pinenről úgy vélik, hogy csökkenti a memóriazavarokat, amelyek gyakran a THC egyik mellékhatása. [idézet szükséges] Valószínű, hogy az alfa-pinennek azért van ilyen hatása, mert acetilkolin-észteráz gátló, amely a vegyületek egy olyan csoportja, amelyről ismert, hogy segíti a memóriát és növeli az éberséget.

Az alfa-pinene jelentősen hozzájárul a kannabiszfajták, -fajták és -fajták széles skálájának számos különböző, jellegzetes szagjellemzőjéhez is.

A pinen (különösen az α) a terpentin, a természetből származó oldószer és üzemanyag fő összetevője.

Megvizsgálták a pinene bioüzemanyagként való felhasználását szikragyújtású motorokban. Tanulmányok kimutatták, hogy a pinen dimer fűtőértéke a JP-10 sugárhajtómű üzemanyagéhoz hasonló.

6. Bioszintézis

Mind az α-pinene, mind a β-pinene a geranil-pirifoszfát linalil-pirifoszfáton keresztül történő ciklizálásával keletkezik, amit a karbokation-egyenértékből történő protonvesztés követ. A Georgia Tech és a Joint Bioenergy Institute kutatói egy baktérium segítségével szintetizálták a pineint.

7. Áttekintés

A β-pinen egy biciklikus monoterpén. Az α-pinen izomerje, a terpentin egyik fő összetevője. Tartalma fajtól függően változik, a nedves fenyőterpentinolajban (Ji'an, Jiangxi, Kína) 28% és 35% között változik. Relatív molekulatömege 136, molekuláris képlete C10H16. ciklobután, izopropil és extraciklikus kettős kötéssel rendelkező molekula. Kémiai tulajdonságai hasonlóak az α-pinenhez. Színtelen folyadék, sűrűsége (20 ℃) 0,8712, forráspontja 162 ~ 163 ℃. Törésmutató (20 ℃) 1,4787, spin (20 ℃) (etanolban) -22,44 ℃. Felhasználható linalool, nerol, geraniol, lauril-alkohol és észterei, nopf-alkohol, nopf-acetát, citrál, ibolyaketon, citronellol és aldehidek, hidroxicitronellál és észterei, neobelladonna-aldehid, neobelladonna-nitril, sárkány születéskő, terpéngyanták stb. szintézisére. A fűszerek és aromák szintézisének fontos nyersanyaga is.

Előkészítés

a. A nagy tisztaságú β-pinen előállítási módszere a következő lépéseket tartalmazza:

a) Adjunk terpentint a reakcióedénybe, melegítsük fel és olvasszuk fel, majd vákuumozzuk;

b) 75 ℃-ra hevítés, 1,5 órás desztilláció, majd a desztillátumot a fent említett hőmérsékletnek és időnek megfelelően 3 alkalommal ismételten desztilláltuk; a desztillátumot összegyűjtöttük és félretettük;

c) tovább emeljük a hőmérsékletet 160 °C-ra, 1,2 órán át desztilláljuk, majd a desztillátumot ismételten 3 alkalommal desztilláljuk, hogy β-pinen nyers terméket kapjunk;

d) összegyűjti a β-pinén nyers terméket, átviszi a reaktorba, beleteszi a koncentrált kénsavba, egyenletesen keveri, és 1 órán keresztül reagál, hogy nagy tisztaságú β-pinén egy részét kapja; ahol a koncentrált kénsav és a β-pinén nyers termék tömegaránya 1:1;

e) A B. lépés desztillátumának átvitele egy reaktorba, palládium katalizátor hozzáadása diatoma földdel mint hordozóanyaggal, a hőmérséklet beállítása 180 °C-ra, és izomerikus reakció 30 percig, hogy egy másik rész nagytisztaságú β-pinént kapjunk;

f) A D. lépés nagy tisztaságú β-pinen és az E. lépés nagy tisztaságú β-pinen kombinálása.

b. Másodszor, adjunk hozzá terpentin a reakció üstbe, fűtés és olvadás, vákuum; fűtés 75 ℃, desztilláció 1,5 óra, majd az előzőek szerint a hőmérséklet és az idő a párlat ismételt desztilláció 3 alkalommal; továbbra is emelni a hőmérsékletet 160 ℃, desztilláció 1.2 óra, és ismételt desztilláció 2 alkalommal, hogy a β-pinen nyers termék; gyűjtsük össze az említett β-pinen nyers termék, át a reakció üstbe, a koncentrált kénsav, egyenletes keverés, a reakció 40 percig A reakciót végeztük 40 percig, hogy nagy tisztaságú β-pinen; a tömeg aránya a koncentrált kénsav és a β-pinen nyers termék 1:3 volt.

8. Alkalmazások

A β-pinén felhasználható a linalool, nerol, geraniol, lauril-alkohol és észterei, nopf-alkohol, nopf-acetát, citrál, ibolyaketon, citronella-alkohol és -aldehid, hidroxi-citronella-aldehid és észterei, neobelladonna-aldehid, neobelladonna-nitril, sárkány születési kő, terpéngyanták stb. szintéziséhez. Fontos nyersanyag a fűszerek és aromák szintéziséhez.v

A terpentin szintetikus aromák kivonására irányuló kínai kutatások elmélyülésével a laurinsav iránti downstream felhasználói kereslet növekszik, és a kereslet is növekszik. β-pinen hasítása laurinsav előállítására:

A következő lépések szerint: 110 gramm β-pinén tartalom 95,1% β-pinén keverék a karburátorba, a vákuum kezdete, fűtés; vákuumszabályozás a -0,075Mpa ~ -0,085MPa, a fűtési hőmérséklet 110 ℃, a 30 perces ellenőrzés, hogy elpárologtassa a karburátor az anyagot, a β-pinén gáz képződését, β-pinén gáz a keverőbe a β-pinén gáz térfogatának 5-szerese a β-pinén gáz nitrogén a β-pinén cracking. β-pinen gáz a keverőbe és 5-szer a β-pinen gáz nitrogén térfogatának keverésére, keverési hőmérséklet-szabályozás 90 ° C-on; miután belépett az előmelegítő előmelegítésre, előmelegítő gázkeverék 240 ° C-ra, majd a kevert gáz vákuumban a krakkoló csőbe egy katalizátor réteg katalizátor réteg a gázok keverékébe; a katalizátor réteg itt a zeolit molekulaszűrő katalizátor; a hőmérséklet a repedés cső mentén a tengelyirányú irányban a cső test viszont három A hőmérséklet a repedés cső van osztva három tengelyirányú szakaszok mentén a cső, és a hőmérséklet a három ponton 365 ℃, 460 ℃ és 475 ℃, és a vákuum mértéke a repedés cső -0.085Mpa. A krakkolócsőből kilépő krakkolóterméket kétlépcsős hűtéssel 50 ℃ alá hűtjük, hogy folyadékot képezzen, és 100 g lauril-alként kapjunk. A laurilén elemzése azt mutatta, hogy a β-pinen tartalom 1,8%, a laurilén tartalom 78,62%, az átalakulási arány 98,1%, a szelektivitás 84,26% volt.