Введение

Гидроксибензойная кислота, также известная как п-гидроксибензойная кислота (PHBA), является моногидроксибензойной кислотой, фенольным производным бензойной кислоты. Это белое кристаллическое вещество, умеренно растворимое в воде и хлороформе, но лучше растворимое в полярных органических растворителях, таких как спирты и ацетон. Гидроксибензойная кислота в основном известна как основа для получения её сложных эфиров, известных как парабены, которые используются в качестве консервантов в косметике и некоторых глазных растворах. Она является изомером 2-гидроксибензойной кислоты, известной как салициловая кислота, предшественника аспирина, и 3-гидроксибензойной кислоты.

Природные явления

Он содержится в растениях рода Vitex, таких как V. agnus castus или V. negundo, и в Hypericum perforatum (зверобой продырявленный). Он также содержится в Spongiochloris spongiosa, пресноводной зеленой водоросли. Это соединение также обнаружено в Ganoderma lucidum, лекарственном грибе с самой долгой историей применения. Cryptanaerobacter phenolicus – вид бактерий, который производит бензоат из фенола посредством 4-гидроксибензоата.

Содержание в пище

4-Гидроксибензойная кислота содержится в кокосе. Это один из основных метаболитов катехинов, обнаруживаемых у человека после употребления настоев зеленого чая. Она также содержится в вине, ванили, Macrotyloma uniflorum (конский грамм), рожках и Phyllanthus acidus (отахейтской крыжовнике). Масло асаи, получаемое из плодов пальмы асаи (Euterpe oleracea), богато пара-гидроксибензойной кислотой (892). Она также содержится в мутном оливковом масле и в съедобном грибе Russula virescens (зеленый растрескивающийся сыроежка).

Сродственные соединения

Глюкозид гидроксибензойной кислоты встречается в микоризных и немикоризных корнях ели обыкновенной (Picea abies). Виодельфин – это антоцианин, тип растительных пигментов, содержащийся в синих цветах и включающий два остатка пара-гидроксибензойной кислоты, один рутинозид и два глюкозида, связанных с дельфинидином. Агнусид является эфиром аукубина и пара-гидроксибензойной кислоты.

Биосинтез

Хоризматолиаза — фермент, превращающий хоризмат в 4-гидроксибензоат и пируват. Этот фермент катализирует первый этап биосинтеза убихинона в Escherichia coli и других грамотрицательных бактериях. Бензоат-4-монооксигеназа — фермент, который использует бензоат, NADPH, H+ и O2 для образования 4-гидроксибензоата, NADP+ и H2O. Этот фермент встречается в Aspergillus niger. 4-Гидроксибензоат также образуется из тирозина.

В качестве промежуточного продукта

Фермент 4-метоксибензоатмонооксигеназа (O-деметилирующий) преобразует 4-метоксибензоат, акцептор электронов AH2 и O2 в 4-гидроксибензоат, формальдегид, продукт восстановления A и H2O. Этот фермент участвует в деградации 2,4-дихлорбензоата у *Pseudomonas putida*. Фермент 4-гидроксибензальдегиддегидрогеназа использует 4-гидроксибензальдегид, NAD+ и H2O для получения 4-гидроксибензоата, NADH и H+. Этот фермент участвует в деградации толуола и ксилена у бактерий, таких как *Pseudomonas mendocina*. Он также содержится в моркови (*Daucus carota*). Фермент 2,4'-дигидроксиацетофеноновая диоксигеназа преобразует 2,4'-дигидроксиацетофенон и O2 в 4-гидроксибензоат и формиат. Этот фермент участвует в деградации бисфенола А. Его можно найти у видов *Alcaligenes*. Фермент 4-хлорбензоатдегалогеназа использует 4-хлорбензоат и H2O для получения 4-гидроксибензоата и хлорида. Его можно найти у видов *Pseudomonas*. Фермент 4-гидроксибензоил-CoA тиоэстераза использует 4-гидроксибензоил-CoA и H2O для получения 4-гидроксибензоата и CoA. Этот фермент участвует в деградации 2,4-дихлорбензоата. Его можно найти у видов *Pseudomonas*. Фермент 4-гидроксибензоатполипренилтрансфераза использует полипренилдифосфат и 4-гидроксибензоат для получения дифосфата и 4-гидрокси-3-полипренилбензоата. Этот фермент участвует в биосинтезе убихинона. Фермент 4-гидроксибензоатгеранилтрансфераза использует геранилдифосфат и 4-гидроксибензоат для получения 3-геранил-4-гидроксибензоата и дифосфата. Биосинтетически алканнин образуется у растений из промежуточных продуктов 4-гидроксибензойной кислоты и геранилпирофосфата. Этот фермент участвует в биосинтезе шиконина. Он содержится в *Lithospermum erythrorhizon*. Фермент 3-гидроксибензоат-CoA лигаза использует АТФ, 3-гидроксибензоат и CoA для получения АМФ, дифосфата и 3-гидроксибензоил-CoA. Фермент работает одинаково хорошо с 4-гидроксибензоатом. Его можно найти в *Thauera aromatica*.

Биоразложение

Фермент 4-гидроксибензоат 1-гидроксилаза преобразует 4-гидроксибензоат, NAD(P)H, 2 H+ и O2 в гидрохинон, NAD(P)+, H2O и CO2. Этот фермент участвует в разложении 2,4-дихлорбензоата. Его можно найти в Candida parapsilosis. Фермент 4-гидроксибензоат-3-монооксигеназа преобразует 4-гидроксибензоат, NADPH, H+ и O2 в протокатехуат, NADP+ и H2O. Этот фермент участвует в деградации бензоата путем гидроксилирования и разложении 2,4-дихлорбензоата. Его можно найти в Pseudomonas putida и Pseudomonas fluorescens. Фермент 4-гидроксибензоат-3-монооксигеназа (NAD(P)H) использует 4-гидроксибензоат, NADH, NADPH, H+ и O2 для получения 3,4-дигидроксибензоата (протокатехуевой кислоты), NAD+, NADP+ и H2O. Этот фермент участвует в деградации бензоата путем гидроксилирования и разложении 2,4-дихлорбензоата. Он может быть найден в Corynebacterium cyclohexanicum и в Pseudomonas sp. Фермент 4-гидроксибензоат декарбоксилаза использует 4-гидроксибензоат для получения фенола и CO2. Этот фермент участвует в деградации бензоата через лигирование кофермента А (CoA). Он содержится в Klebsiella aerogenes (Aerobacter aerogenes). Фермент 4-гидроксибензоат-КоА лигаза преобразует АТФ, 4-гидроксибензоат и CoA в АМФ, дифосфат и 4-гидроксибензоил-CoA. Этот фермент участвует в деградации бензоата путем лигирования CoA. Его можно найти в Rhodopseudomonas palustris. Coniochaeta hoffmannii – это патоген растений, который обычно обитает в плодородной почве. Известно, что он метаболизирует ароматические соединения с низкой молекулярной массой, такие как p-гидроксибензойная кислота.

Гликозилирование

Фермент 4-гидроксибензоат 4-O-бета-глюкозилтрансфераза превращает UDP-глюкозу и 4-гидроксибензоат в UDP и 4-(бета-глюкозилокси)бензоат. Он встречается в пыльце сосны густой (Pinus densiflora).

Химия

Уравнение Хамметта описывает линейную зависимость между свободной энергией и скоростью реакций, а также константами равновесия для многих реакций с участием производных бензойной кислоты, содержащих мета- и пара-заместители.

Химическое производство

4-Гидроксибензойная кислота производится в промышленных масштабах из феноксида калия и углекислого газа в реакции Колбе-Шмитта. Она также может быть получена в лаборатории путем нагревания салицилата калия с карбонатом калия до 240 °C, с последующей обработкой кислотой.

Химическое применение

Вектран – это синтетическое волокно, получаемое из жидкристаллического полимера. По химическому составу это ароматический полиэстер, производимый поликонденсацией 4-гидроксибензойной кислоты и 6-гидроксинафталин-2-карбоновой кислоты. Было показано, что волокно обладает высокой радиационной защитой, используемой компанией Bigelow Aerospace и производимой StemRad. 4,4'-дигидроксибензофенон обычно получают путем перегруппировки п-гидроксифенилбензоата. В качестве альтернативы, п-гидроксибензойную кислоту можно превратить в п-ацетоксибензоилхлорид. Этот хлорангидрид кислоты реагирует с фенолом, образуя, после деацетилирования, 4,4'-дигидроксибензофенон. Примеры лекарственных препаратов, созданных на основе PHBA, включают нифуроксазид, ортокаин, ормелоксифен и проксиметакаин.

Биоактивность и безопасность

4-Гидроксибензойная кислота является популярным антиоксидантом, отчасти благодаря своей низкой токсичности. Ее LD50 составляет 2200 мг/кг у мышей (при пероральном введении). 4-Гидроксибензойная кислота проявляет эстрогенную активность как in vitro, так и in vivo, и стимулирует рост линий клеток рака молочной железы человека. Она является распространенным метаболитом парабенов, таких как метилпарабен. Ее эстрогенная активность составляет примерно 0,2–1% от активности эстрадиола.