Қарвон: Дәмдік және хош иісті заттың химиясы мен түрлері
Carvone
Карвон – тағамдық және хош иіс өнеркәсібінде қолданылатын, зира, жалбыз, шүйіншік майларында кездесетін терпендік қосылыс. Химиялық синтезде де маңызды.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Карвон – терпеноидтар деп аталатын химиялық заттар тобының құрамына кіретін зат. Карвон көптеген эфир майларында табиғи түрде кездеседі, бірақ қарақұмық (Carum carvi), жалбыз (Mentha spicata) және шөпшегір (Anethum graveolens) тұқымдарының майларында ең көп мөлшерде болады.
Carvone is a member of a family of chemicals called terpenoids. Carvone is found naturally in many essential oils, but is most abundant in the oils from seeds of caraway (Carum carvi), spearmint (Mentha spicata), and dill.
Қолданылуы
Екі карвон да тағам және дәмдеу өнеркәсібінде қолданылады.
Both carvones are used in the food and flavor industry.
Тамақ өнімдері
Карвон – кинза, укроп және жалбыздың дәміне ең көп жауап беретін қосылыс, ол мыңжылдар бойы тағамда қолданылып келеді.
As the compound most responsible for the flavor of caraway, dill and spearmint, carvone has been used for millennia in food.
Органикалық синтез
Карвон екі энантиомерлік таза түрінде де қолжетімді әрі арзан, осылайша ол табиғи заттардың асимметриялық толық синтезі үшін тартымды бастапқы материал болып табылады. Мысалы, (S) (+) карвон 1998 жылы терпеноид квассин синтезіне бастау ретінде пайдаланылды.
Carvone is available inexpensively in both enantiomerically pure forms, making it an attractive starting material for the asymmetric total synthesis of natural products. For example, (S) (+) carvone was used to begin a 1998 synthesis of the terpenoid quassin:
Стереоизомерлік және иіс
Карвон екі айна бейнелі форманы немесе энантиомерді құрайды: R (−) карвон, жалбыз жапырақтары сияқты тәтті, жаңбырлы иісі бар. Оның айнадағы бейнесі, S (+) карвон, қарақұмық тұқымына ұқсас, қарақұмық сияқты, қарабидайдың ноталарымен дәмді хош иісіне ие. Екі энантиомердің әртүрлі сезілуі, иіс рецепторларының біреуіне екіншісінен гөрі күштірек жауап беруін көрсетеді. Барлық энантиомерлердің иісі ерекшелене бермейді. Сонымен қатар, аскөк маймылдары карвон энантиомерлерін ажырата алатыны анықталды. Ескі мәтіндерде осы екі форма R (−) карвон үшін laevo (l) және S (+) карвон үшін dextro (d) оптикалық айналымдары арқылы да белгіленген. Қазіргі заманғы номенклатурада жүйелі атаулардағы леворотациялық изомерлерді (–) таңбасымен, ал декстроротациялық изомерлерді (+) таңбасымен көрсетеді.
Carvone forms two mirror image forms or enantiomers: R (−) carvone, has a sweetish minty smell, like spearmint leaves. Its mirror image, S (+) carvone, has a spicy aroma with notes of rye, like caraway seeds. The fact that the two enantiomers are perceived as smelling different is evidence that olfactory receptors must respond more strongly to one enantiomer than to the other. Not all enantiomers have distinguishable odors. Squirrel monkeys have also been found to be able to discriminate between carvone enantiomers. The two forms are also referred to, in older texts, by their optical rotations of laevo (l) referring to R (−) carvone, and dextro (d) referring to S (+) carvone. Modern naming refers to levorotatory isomers with the sign ( ) and dextrorotatory isomers with the sign (+) in the systematic name.
Пайда болуы
S (+) Карвон – қарақұмық тұқымынан (Carum carvi) алынатын майдың негізгі құрамының 60–70% құрайтын маңызды компоненті, ол жылына шамамен 10 тонна көлемінде өндіріледі. Шыршалы мирт (Spearmint) табиғи түрде өндірілетін R (−) карвонның маңызды көзі болып табылады. Дегенмен, коммерциялық қолданыста қолданылатын R (−) карвонның көп бөлігі R (+) лимоненнен синтезделеді. R (−) карвон изомері куромодзи майында да кездеседі. Кейбір майлар, мысалы, имбирь шөп майы, екі энантиомердің қоспасын қамтиды. Көптеген басқа табиғи майлар, мысалы, бұрыш майы, карвонның шамалы мөлшерін қамтиды.
S (+) Carvone is the principal constituent (60–70%) of the oil from caraway seeds (Carum carvi), which is produced on a scale of about 10 tonnes per year. Spearmint is a major source of naturally produced R (−) carvone. However, the majority of R (−) carvone used in commercial applications is synthesized from R (+) limonene. The R (−) carvone isomer also occurs in kuromoji oil. Some oils, like gingergrass oil, contain a mixture of both enantiomers. Many other natural oils, for example peppermint oil, contain trace quantities of carvones.
Тарих
Кардамонды ежелгі римдіктер емдік мақсаттарда қолданған. Оны бастапқыда Швейцариялық Карвол деп атаған. Голдшмидт пен Зюрер оны лимоненге байланысты кетон ретінде анықтады, ал құрылымын Георг Вагнер (1849–1903) 1894 жылы толық анықтады.
Caraway was used for medicinal purposes by the ancient Romans, It was originally called carvol by Schweizer. Goldschmidt and Zürrer identified it as a ketone related to limonene, and the structure was finally elucidated by Georg Wagner (1849–1903) in 1894.
Дайындық
Декстро түріндегі S (+) карвон қарақұмық майын фракциялық дистилляциялау арқылы дерлік таза күйде алынады. Оны құрамында қамтитын майлардан алынатын лево түріндегі жоғары тазалықтағы R (−) карвонды өндіру үшін әдетте қосымша өңдеу қажет. Бұл сутек сульфидімен қосылыс құрастыру арқылы жүзеге асырылады, одан карвонды этанолдағы калий гидроксидімен өңдеу арқылы қайта жаңартуға болады, содан кейін өнімді бу ағынында дистилляциялау арқылы. Карвон лимоненнен синтетикалық жолмен лимонен нитрозохлориді арқылы дайындалуы мүмкін, ол лимоненді мұздық сірке қышқылында изоамил нитритімен өңдеу арқылы түзіледі. Бұл қосылыс кейін карвоксимге айналады, бұл DMF және изопропанолда қайнату арқылы жүзеге асырылады. Карвоксимді 5% оксаль қышқылымен қайнату карвонды береді. Бұл процедура R (+) лимоненнен R (−) карвонды алуға мүмкіндік береді. d-лимоненнің негізгі қолданылуы S (+) карвонның прекурсоры ретінде болып табылады. Портокал шырыны өндірісіндегі қосалқы өнім – апельсин қабығының көп мөлшерде қолжетімділігі лимоненді арзанға, ал синтетикалық карвонды тиімді бағамен дайындауға жағдай жасайды. Карвонның биосинтезі лимоненді тотықтыру арқылы жүзеге асырылады.
The dextro form, S (+) carvone is obtained practically pure by the fractional distillation of caraway oil. The levo form obtained from the oils containing it usually requires additional treatment to produce high purity R (−) carvone. This can be achieved by the formation of an addition compound with hydrogen sulfide, from which carvone may be regenerated by treatment with potassium hydroxide in ethanol and then distilling the product in a current of steam. Carvone may be synthetically prepared from limonene via limonene nitrosochloride which may be formed by treatment of limonene with isoamyl nitrite in glacial acetic acid. This compound is then converted into carvoxime, which can be achieved by refluxing with DMF in isopropanol. Refluxing carvoxime with 5% oxalic acid yields carvone. This procedure affords R (−) carvone from R (+) limonene. The major use of d limonene is as a precursor to S (+) carvone. The large scale availability of orange rinds, a byproduct in the production of orange juice, has made limonene cheaply available, and synthetic carvone correspondingly inexpensively prepared. The biosynthesis of carvone is by oxidation of limonene.
Кішірейту
Карвонның үш қос байланысы бар, оларды тотығуын тоқтатуға болады; тотығуын тоқтату нәтижесі қолданылатын реагенттер мен жағдайларға байланысты.
There are three double bonds in carvone capable of reduction; the product of reduction depends on the reagents and conditions used.
Метаболизм
Организмде жүргізілген in vivo зерттеулер карвонның екі энантиомерінің де негізінен дигидрокарвон қышқылына, карвон қышқылына және уротерпенолонға айналатынын көрсетеді. (–) Карвеол NADPH арқылы тотығу нәтижесінде шағын мөлшерде түзіледі. (+) Карвон да сол сияқты (+) карвеолға айналады. Бұл процесс негізінен бауырда жүзеге асады және цитохром P450 оксидазасы мен (+) транс-карвеол дегидрогеназасын қатыстырады.
In the body, in vivo studies indicate that both enantiomers of carvone are mainly metabolized into dihydrocarvonic acid, carvonic acid and uroterpenolone. (–) Carveol is also formed as a minor product via reduction by NADPH. (+) Carvone is likewise converted to (+) carveol. This mainly occurs in the liver and involves cytochrome P450 oxidase and (+) trans carveol dehydrogenase.