Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Химиялық қосылыс
Chemical compound
Сафрол – CH2O2C6H3CH2CH=CH2 формуласы бар органикалық қосылыс. Бұл түссіз майлы сұйықтық, бірақ таза емес үлгілер сары түсті болуы мүмкін. Табиғи өнімдердің фенилпропаноидтар отбасының мүшесі, ол сассафрас өсімдіктерінің арасында кездеседі. Оның шағын мөлшері көптеген өсімдіктерде табылады, онда ол табиғи жемқорлыққа қарсы зат ретінде қызмет етеді. Бразилияда өсетін Ocotea pretiosa және Sassafras albidum, 1844 жылы француз химигі Эдуард Сент-Эвр (1817–1879) сафролдың эмпирикалық формуласын анықтады. 1869 жылы француз химиктері Эдуард Гримо (1835–1900) және Ж. Руотте сафролды зерттеп, оған ат қойды. Олар оның броммен реакцияға түсетінін байқады, бұл аллиль тобының бар екенін көрсетеді. 1884 жылы неміс химигі Теодор Полек (1821–1906) сафролдың бензолдың туындысы екенін, оған екі оттегі атомы эпоксидтер (циклді эфирлер) түрінде қосылғанын ұсынды. 1885 жылы голланд химигі Иоганн Фредерик Эйкман (1851–1915) жапон жұлдызды анисінен алынатын шикимол эфир майын зерттеді және ол окистенген кезде шикимол пиперонил қышқылын құрайтынын анықтады, оның негізгі құрылымын 1871 жылы неміс химигі Вильгельм Рудольф Фиттиг (1835–1910) және оның шәкірті, американдық химик Ира Ремсен (1846–1927) анықтаған. Осылайша Эйкман шикимолдың дұрыс негізгі құрылымын болжады. Ол сондай-ақ шикимол мен сафролдың эмпирикалық формуласының бірдей екенін және басқа да ұқсас қасиеттері бар екенін атап өтті, сондықтан олар бір-бірімен сәйкес келуі мүмкін деп болжады. 1886 жылы Полек сафролдың да окистенген кезде пиперонил қышқылын құрайтынын көрсетті, демек шикимол мен сафрол шын мәнінде бірдей. Молекуланың C3H5 тобы пропенил тобы (R−CH=CH−CH3) немесе аллиль тобы (R−CH2−CH=CH2) болатынын анықтау қажет еді. 1888 жылы неміс химигі Юлиус Вильгельм Брюль (1850–1911) C3H5 тобы аллиль тобы екенін анықтады.
Safrole is an organic compound with the formula CH2O2C6H3CH2CH=CH2. It is a colorless oily liquid, although impure samples can appear yellow. A member of the phenylpropanoid family of natural products, it is found in sassafras plants, among others. Small amounts are found in a wide variety of plants, where it functions as a natural antifeedant. Ocotea pretiosa, which grows in Brazil, and Sassafras albidum, In 1844, the French chemist Édouard Saint Èvre (1817–1879) determined safrole's empirical formula. In 1869, the French chemists Édouard Grimaux (1835–1900) and J. Ruotte investigated and named safrole. They observed its reaction with bromine, suggesting the presence of an allyl group. By 1884, the German chemist Theodor Poleck (1821–1906) suggested that safrole was a derivative of benzene, to which two oxygen atoms were joined as epoxides (cyclic ethers). In 1885, the Dutch chemist Johann Frederik Eijkman (1851–1915) investigated shikimol, the essential oil that is obtained from Japanese star anise, and he found that, upon oxidation, shikimol formed piperonylic acid, whose basic structure had been determined in 1871 by the German chemist Wilhelm Rudolph Fittig (1835–1910) and his student, the American chemist Ira Remsen (1846–1927). Thus Eijkman inferred the correct basic structure for shikimol. He also noted that shikimol and safrole had the same empirical formula and had other similar properties, and thus he suggested that they were probably identical. In 1886, Poleck showed that upon oxidation, safrole also formed piperonylic acid, and thus shikimol and safrole were indeed identical. It remained to be determined whether the molecule's C3H5 group was a propenyl group (R−CH=CH−CH3) or an allyl group (R−CH2−CH=CH2). In 1888, the German chemist Julius Wilhelm Brühl (1850–1911) determined that the C3H5 group was an allyl group.
Қолданбалар
Сафрол метилендиоксибензол тобының мүшесі болып табылады, оның көптеген қосылыстары инсектицидтердің тиімділігін арттырушы заттар ретінде қолданылады; мысалы, сафрол инсектицид пиперонил бутоксидін синтездеуде алдын-ала зат ретінде пайдаланылады. Сафрол сондай-ақ экстази (МДМА, 3,4 метилэндиоксиметамфетамин) есірткісін синтездеуде де алдын-ала зат ретінде қолданылады. 1960 жылы АҚШ-тың FDA-сы сафролдың тағамдық өнімдерде қолданылуына тыйым салғанға дейін, ол өзінің ерекше "кәптардың" иісі үшін тағамдық хоштандырғыш ретінде қолданылған. Ол тамыр сырыбына, шайнамалы сағызға, тіс пастасына, сабынға және кейбір фармацевтикалық препараттарға қоспа ретінде қосылған. Сафрол антибиотикалық және қантамырлардың өсуін тежеуші функцияларды көрсетеді.
Safrole is a member of the methylenedioxybenzene group, of which many compounds are used as insecticide synergists; for example, safrole is used as a precursor in the synthesis of the insecticide piperonyl butoxide. Safrole is also used as a precursor in the synthesis of the drug ecstasy (MDMA, 3,4 methylenedioxymethamphetamine). Before safrole was banned by the US FDA in 1960 for use in food, it was used as a food flavor for its characteristic ‘candy shop’ aroma. It was used as an additive in root beer, chewing gum, toothpaste, soaps, and certain pharmaceutical preparations. Safrole exhibits antibiotic and anti angiogenic functions.
Синтез
Оны алдымен катехольден метилендиоксибензенге түрлендіру арқылы синтездеуге болады, ол бромдалып, аллильбромидімен қосылады. Сафрол көптеген қосылыстардың әмбебап алдынғы заттарының бірі болып табылады. Мысалдарға N ациларилгидразондар, изостерлер, арилсульфонамид туындылары, қышқыл сульфонилгидразон туындылары, бензотиазин туындылары және тағы да көптеген қосылыстар жатады.
It can be synthesized from catechol first by conversion to methylenedioxybenzene, which is brominated and coupled with allyl bromide. Safrole is a versatile precursor to many compounds. Examples are N acylarylhydrazones, isosters, aryl sulfonamide derivatives, acidic sulfonylhydrazone derivatives, benzothiazine derivatives. and many more.
Изосафрол
Изосафрол сафролдан синтетикалық жолмен өндіріледі. Ол табиғатта табылмайды. Изосафрол екі түрде кездеседі: транс-изосафрол және цис-изосафрол. Изосафрол психоактивті зат МДМА (экстази) үшін прекурсор ретінде қолданылады. Сафрол метаболизмі кезінде бірнеше метаболиттер анықталады. Осы метаболиттердің кейбіреулері, мысықтарда 1′-гидроксисафрол және 3′-гидроксисафрол сияқты, токсикологиялық әсерлерге ие болады. Сафролдың тағы да метаболиттері, егеуқұйрықтар мен адамдардың зәрінен анықталған, олар: 1,2-дигидрокси-4-аллильбензол немесе 1(2)-метокси-2(1)-гидрокси-4-аллильбензол.
Isosafrole is produced synthetically from safrole. It is not found in nature. Isosafrole comes in two forms, trans isosafrole and cis isosafrole. Isosafrole is used as a precursor for the psychoactive drug MDMA (ecstasy). When safrole is metabolized several metabolites can be identified. Some of these metabolites have been shown to exhibit toxicological effects, such as 1′ hydroxysafrole and 3′ hydroxysafrole in rats. Further metabolites of safrole that have been found in urine of both rats and humans include 1,2 dihydroxy 4 allylbenzene or 1(2) methoxy 2(1)hydroxy 4 allylbenzene.
Метаболизм
Сафрол көптеген метаболизм түрлеріне ұшырайды. Екі негізгі жол – аллильдік тізбектің тотығуы және метилендиокси тобының тотығуы. Аллильдік тізбектің тотығуы цитохром P450 кешені арқылы жүзеге асырылады, ол сафролды 1′-гидроксисафролға айналдырады. Жаңа пайда болған 1′-гидроксисафрол сульфотрансфераза ферментімен II фазалық дәрілік зат алмасу реакциясына түсіп, 1′-сульфоксисафрол құрайды, ол ДНК аддукттарын тудыруы мүмкін. Аллильдік тізбектің басқа тотығу жолы сафрол эпоксидін қалыптастыруы мүмкін. Қазірге дейін бұл тек егеуқұйрықтар мен теңіз шошқаларында ғана анықталған. Қалыптасқан эпоксид – қосылыстың баяу түзілуі және одан әрі метаболизміне байланысты шағын метаболит. Эпоксид гидратаза ферменті эпоксидке әсер етіп дигидродиолды құрайды, ол зәрмен шығарылады. Сафрол метаболизмі метилендиокси тобының тотығуы арқылы жүреді, нәтижесінде метилендиокси тобының ыдырауы орын алады. Бұл екі негізгі метаболиттің – аллилкатехол және оның изомері пропенилкатехолдың пайда болуына әкеледі. Эугенол – адамдарда, егеуқұйрықтарда және тышқандарда сафролдың аз мөлшердегі метаболиті. Аллилкатехолдың толық аллильдік тізбегі тотығып 2′,3′-эпоксипропилкатехолға айналуы мүмкін. Бұл эпоксид гидратаза ферменті үшін субстрат ретінде қызмет ете алады және 2′,3′-эпоксипропилкатехолды 2′,3′-дигидроксипропилкатехолға гидратациялайды. Бұл жаңа қосылыс пропион қышқылын (PPA) құру үшін тотығуы мүмкін. Аллилкатехол эпоксиді сафрол эпоксидінің метилендиокси тобының ыдырауынан да пайда болуы мүмкін. Метилендиокси сақинасының ыдырауы және аллиль тобының метаболизміне бауыр микросомалық аралас функциялы оксидазалар қатысады. Сассафрас бар деп сатылатын тағамдық өнімдерде сафролсыз сассафрас экстракты бар болып шығуы мүмкін. Халықаралық парфюмерия қауымдастығы сафролдың сабын мен парфюмерияда қолданылуын тыйым салған. 1977 жылғы зерттеуде егеуқұйрықтар мен адамдарда сафрол метаболиттері зерттелген, нәтижесінде егеуқұйрықтар зәрінен табылған сафролдың екі канцерогенді метаболиті – 1′-гидроксисафрол және 3′-гидроксиизосафрол адам зәрінен табылған жоқ. Еуропалық комиссия сафролдың генотоксикалық және канцерогендік екенін ескереді. Ол табиғатта көптеген дәмдеуіштерде, мысалы, корицада, мускат жаңғағында және қара бұрышта, сондай-ақ базилик сияқты шөптерде кездеседі. Осы рөлінде сафрол, көптеген табиғи қосылыстар сияқты, кеміргіштерде қатерлі ісік тудыруға шағын, бірақ өлшенетін қабілетке ие болуы мүмкін. Дегенмен, Лоуренс Беркли ұлттық зертханасы адамдардағы әсерді үй ішіндегі ауамен тыныс алу немесе қалалық суды ішумен байланысты тәуекелдерге ұқсас деп бағалаған.
Safrole can undergo many forms of metabolism. The two major routes are the oxidation of the allyl side chain and the oxidation of the methylenedioxy group. The oxidation of the allyl side chain is mediated by a cytochrome P450 complex, which will transform safrole into 1′ hydroxysafrole. The newly formed 1′ hydroxysafrole will undergo a phase II drug metabolism reaction with a sulfotransferase enzyme to create 1′ sulfoxysafrole, which can cause DNA adducts. A different oxidation pathway of the allyl side chain can form safrole epoxide. So far, this has only been found in rats and guinea pigs. The formed epoxide is a small metabolite due to the slow formation and further metabolism of the compound. An epoxide hydratase enzyme will act on the epoxide to form dihydrodiol, which can be secreted in urine. The metabolism of safrole through the oxidation of the methylenedioxy proceeds via the cleavage of the methylenedioxy group. This results in two major metabolites: allylcatechol and its isomer, propenylcatechol. Eugenol is a minor metabolite of safrole in humans, mice, and rats. The intact allyl side chain of allylcatechol may then be oxidized to yield 2′,3′ epoxypropylcatechol. This can serve as a substrate for an epoxide hydratase enzyme, and will hydrate the 2′,3′ epoxypropylcatechol to 2′,3′ dihydroxypropylcatechol. This new compound can be oxidized to form propionic acid (PPA), The epoxide of allylcatechol may also be generated from the cleavage of the methylenedioxy group of the safrole epoxide. The cleavage of the methylenedioxy ring and the metabolism of the allyl group involve hepatic microsomal mixed function oxidases. food products sold there purporting to contain sassafras instead contain a safrole free sassafras extract. Safrole is also banned for use in soap and perfumes by the International Fragrance Association. According to a 1977 study of the metabolites of safrole in both rats and humans, two carcinogenic metabolites of safrole found in the urine of rats, 1′ hydroxysafrole and 3′ hydroxyisosafrole, were not found in human urine. The European Commission on Health and consumer protection assumes safrole to be genotoxic and carcinogenic. It occurs naturally in a variety of spices, such as cinnamon, nutmeg, and black pepper, and herbs such as basil. In that role, safrole, like many naturally occurring compounds, may have a small but measurable ability to induce cancer in rodents. Despite this, the effects in humans were estimated by the Lawrence Berkeley National Laboratory to be similar to risks posed by breathing indoor air or drinking municipally supplied water.
Жағымсыз әсерлер
Гепатокарциногендік қасиеттерінен басқа, сафролдың тағы да бір зиянды әсерлері бар, ол бауыр майларының гидропероксидтерін түзетін процеске себеп болады. Сафрол сондай-ақ нейтрофилдердің бактерияларға қарсы қорғаныс функциясын бәсеңдетеді. Нейтрофилдердің қорғаныс функциясын бәсеңдетумен қатар, сафрол нейтрофилдердің супероксидтер өндіруіне де кедергі келтіретіні анықталды.
Besides being a hepatocarcinogen, safrole exhibits further adverse effects in that it will induce the formation of hepatic lipid hydroperoxides. Safrole also inhibits the defensive function of neutrophils against bacteria. In addition to the inhibition of the defensive function of neutrophils, it has also been discovered that safrole interferes with the formation of superoxides by neutrophils.
MDMA өндірісінде қолдану
Сафрол БҰҰ-ның есірткі және психотроптық заттардың заңсыз айналымына қарсы конвенциясына сәйкес І тізімдегі прекурсор ретінде тізімделген. МДМА өндірісіндегі рөліне байланысты сафрол, изосафрол және пиперонал Еуропалық қауымдастықтың 273/2004 нөміріндегі регламент бойынша І санаттағы прекурсорлар болып табылады. АҚШ-та сафрол қазіргі уақытта І тізімдегі химиялық зат. Американдық сассафрас ағашының тамыр қабығында аз мөлшерде буға ұшқыш май болады, оның құрамында әдетте 75% сафрол кездеседі. Сассафрас қабығынан сафролды көп мөлшерде тазартуға жасалған әрекеттер көбінесе өнімнің аздығы мен күш-жігердің көп жұмсалуына байланысты экономикалық тұрғыдан тиімді емес. Дегенмен, кішкентай мөлшерде сафролды бу арқылы айну (дистилляциялау) арқылы оңай алуға болады (құрғақ сассафрас тамыр қабығының салмағынан шамамен 10% немесе жаңа қабықтың 2%). Сафролға деген сұраныс Оңтүстік-Шығыс Азияда, әсіресе Камбоджадағы Кардамон тауларында Cinnamomum parthenoxylon ағашының жылдам және заңсыз жиналуына себепкер болып отыр. Алайда, заңсыз жиналған сафролдың қанша бөлігі МДМА өндірісіне жұмсалатыны белгісіз, себебі әлемдік сафролдың 90% астамы (жыл сайын шамамен) пестицидтер, хош иістендіргіштер және басқа да химиялық заттарды өндіруге қолданылады. Сафролды тұрақты түрде жинау белгілі бір өсімдіктердің жапырақтары мен сабақтарынан, соның ішінде камфор көшеттерінің тамырларынан да мүмкін.
Safrole is listed as a Table I precursor under the United Nations Convention Against Illicit Traffic in Narcotic Drugs and Psychotropic Substances. Due to their role in the manufacture of MDMA, safrole, isosafrole, and piperonal are Category I precursors under regulation no. 273/2004 of the European Community. In the United States, safrole is currently a List I chemical. The root bark of American sassafras contains a low percentage of steam volatile oil, which is typically 75% safrole. Attempts to refine safrole from sassafras bark in mass quantities are generally not economically viable due to low yield and high effort. However, smaller quantities can be extracted quite easily via steam distillation (about 10% of dry sassafras root bark by mass, or about 2% of fresh bark). Demand for safrole is causing rapid and illicit harvesting of the Cinnamomum parthenoxylon tree in Southeast Asia, in particular the Cardamom Mountains in Cambodia. However, it is not clear what proportion of illicitly harvested safrole is going toward MDMA production, as over 90% of the global safrole supply (about per year) is used to manufacture pesticides, fragrances, and other chemicals. Sustainable harvesting of safrole is possible from leaves and stems of certain plants, including the roots of camphor seedlings.