Diallyl disulfid - Diallyl disulfide

Diallyl disulfid
Diallyl disulfid
Diallyl-disulfide-from-xtal-3D-bs.png
Diallyl-disulfide-from-xtal-3D-sf.png
Jména
Preferovaný název IUPAC
3 - [(Prop-2-en-l-yl) disulfanyl] prop-l-en
Ostatní jména
Diallyl disulfid
Česnek
1,2-Diallyldisulfan (nedoporučuje se)
4,5-Dithia-1,7-oktadien
Identifikátory
3D model (JSmol )
1699241
ChEBI
ChEMBL
ChemSpider
Informační karta ECHA100.016.862 Upravte to na Wikidata
Číslo ES
  • 218-548-6
217847
KEGG
UNII
Vlastnosti
C6H10S2
Molární hmotnost146,28 g / mol
Vzhlednažloutlá čirá kapalina s intenzivním česnekovým zápachem[1]
Hustota1,01 g / cm3[2]
Bod varu 180 ° C (356 ° F; 453 K)
rozpustný v ethanol a oleje[1]
Nebezpečí
Piktogramy GHSGHS02: HořlavýGHS06: ToxickýGHS07: Zdraví škodlivý
Signální slovo GHSNebezpečí
H226, H301, H315, H317, H319
P210, P233, P240, P241, P242, P243, P261, P264, P270, P272, P280, P301 + 310, P302 + 352, P303 + 361 + 353, P305 + 351 + 338, P321, P330, P332 + 313, P333 + 313, P337 + 313, P362, P363, P370 + 378, P403 + 235, P405
Pokud není uvedeno jinak, jsou uvedeny údaje o materiálech v nich standardní stav (při 25 ° C [77 ° F], 100 kPa).
šekY ověřit (co je šekY☒N ?)
Reference Infoboxu

Diallyl disulfid (DADS nebo 4,5-dithia-1,7-oktadien) je organosírná sloučenina odvozený od česnek a několik dalších rodů Allium rostliny.[3] Spolu s dialyl trisulfid a dialyl tetrasulfid, je to jedna z hlavních složek destilovaný olej z česnek. Je to nažloutlá kapalina, která je nerozpustná ve vodě a má silný česnekový zápach. Vyrábí se při rozkladu alicin, který se uvolní při drcení česnek a další rostliny z čeledi Alliaceae. Diallyl disulfid má mnoho zdravotních výhod česneku, ale je to také alergen působit alergie na česnek. Vysoce zředěný, používá se jako ochucovadlo v jídlo. Rozkládá se v lidském těle na další sloučeniny, jako je allylmethylsulfid.

Dějiny

V roce 1844 Theodor Wertheim oddělené parní destilace štiplavě vonící látka z česneku a pojmenovala ji "allyl síra. “Avšak až v roce 1892 to mohlo Friedrich Wilhelm Semmler identifikovat diallyldisulfid jako jednu ze složek destilovaného česnekový olej. Přirozený předchůdce dialyldisulfidu, alicin, byla objevena v roce 1944 uživatelem Chester J. Cavallito a John Hays Bailey. V roce 1947 to A. Stoll a E. Seebeck zjistili alicin zase může být vyroben z cystein derivát alliin pomocí enzymu alliináza.[3][4]

Výskyt

Dialyldisulfid a trisulfid se vyrábějí rozkladem alicin, který se uvolňuje při rozbití buněk Alliaceae zejména rostlin česnek. Výtěžek dialyldisulfidu je nejvyšší pro parní destilace česnekových cibulí, které obsahují asi 2% hmotn. oleje bohatého na dialyl disulfid. Dialyldisulfid lze také extrahovat z listů česneku, ale jejich obsah oleje je významně nižší, a to 0,06% hmotn.[5][6]

Extrakce a reprezentace

V průmyslovém měřítku se dialyldisulfid vyrábí z disulfidu sodného a allylbromid nebo allylchlorid při teplotách 40–60 ° C v an inertní plyn atmosféra; vzniká disulfid sodný in situ reakcí sulfid sodný s síra. Reakce je exotermické a jeho teoretická účinnost 88% byla dosažena v praxi.[7]

Diallyldisulfid formation.png

Menší množství lze syntetizovat ze stejných výchozích materiálů, ale na vzduchu a za použití tetrabutylamoniumbromid jako katalyzátor. Odpovídající výtěžek je nižší než 82%.[8] Hlavním problémem, jak v průmyslové syntéze, tak v extrakci z rostlin, je separace dialyldisulfidu od vyšších sulfidů (diallyltrisulfid (DATA ), atd.). Mají velmi podobné fyzikální vlastnosti, a proto typický komerční produkt obsahuje pouze 80% diallyldisulfidu. Konverze alicinu na dialyldisulfid a trisulfid probíhá zvláště rychle nad 37 ° C.[9]

Vlastnosti

Fyzikální vlastnosti

Diallyl disulfid má silný česnekový zápach. Je to čirá, nažloutlá kapalina, která se vaří při teplotě 138–139 ° C (pro typickou 80% čistotu) a má svůj bod vzplanutí při 50 ° C, a hustota asi 1,0 g / ml a a tlak páry 1 mmHg při 20 ° C. Je nepolární; proto je dialyldisulfid nerozpustný ve vodě a je rozpustný v tucích, olejích, lipidy a nepolární rozpouštědla, jako je hexan nebo toluen.[1][2]

Chemické reakce

Dialyldisulfid lze snadno oxidovat alicin s peroxid vodíku nebo kyselina peroctová. Allicin zase může hydrolyzovat za vzniku diallyl disulfidu a trisulfidu. Reakce dialyldisulfidu s kapalinou síra dává směs obsahující diallyl polysulfidy až 22 síra atomy v souvislém řetězci.[3][10] Když se dialyldisulfid zahřeje, rozloží se za vzniku komplexní směsi. Vazba uhlík-síra diallyldisulfidu je 16 kcal mol−1 slabší než vazba síra-síra (46 kcal mol−1 proti 62 kcal mol−1, v důsledku toho), s tím důsledkem, že při zahřívání diallyldisulfid dává allyldithio radikál (AllSS •), který přidáním dvojných vazeb v diallyldisulfidu následuje fragmentace a následné reakce generují četné organosírové sloučeniny, z nichž mnohé se nacházejí ve stopových množstvích v destilovaném česnekovém oleji.[3][11] V přítomnosti katalyzátoru se může dialyldisulfid kombinovat s alkylhalogenidy za vzniku 1-alkylthio-3-allylthio-1-propenu a 1,3-di (alkylthio) propenu.[12]

Aplikace

V přítomnosti chlorid železitý nebo chlorid měďnatý katalyzátor nebo kapalina síra při 120 ° C[3][13] Dialldisulfid může být použit jako prekurzor pro syntézu vyššího diallylu polysulfidy (polysulfany). V zemědělství vykazují dialyldisulfid a příbuzné dialylpolysulfidy užitečnou aktivitu jako ekologicky neškodnou nematicidy.[3] Dialyldisulfid je také výchozím materiálem pro syntézu alicin. V potravinářském průmyslu se dialyldisulfid používá ke zlepšení chuti masa, zeleniny a ovoce.[1][14]

Biologický význam

Vůně a chuť

Nepríjemný zápach dialyldisulfidu je vnímán prostřednictvím kanál kationtového potenciálu přechodného receptoru, člen A1 (TRPA1). Tento iontový kanál byl dlouho přítomen nejen u lidí a zvířat, ale dokonce i u hub. Tím pádem, Alliaceae rostliny pravděpodobně vyvinuly ochranný mechanismus diallyl-disulfid-TRPA1 proti predátorům v raných fázích vývoje.[15][16]

Otrava a detoxikace

Diallyl disulfid je účinným činidlem pro detoxikaci buněk. Významně zvyšuje produkci enzymu glutathion S-transferáza (GST), který se váže elektrofilní toxiny v buňce. Česnek proto podporuje například detoxikační funkci jaterních buněk in vitro a také chrání nervové buňky před oxidačním stresem in vitro.[17][18][19][20][21][22][23][24] Detoxikační účinek může zabránit příznakům zánětu. To bylo potvrzeno ve studii na potkanech, kde prodloužené podávání dialyldisulfidu chránilo otravu jejich střevních buněk. Tato studie také ukázala, že určité vedlejší účinky vysokých dávek česnekového oleje nelze připsat diallyl disulfidu.[25] Podporou detoxikační aktivity v játrech může diallyldisulfid poskytnout ochranu jater během chemoterapie, např. proti kyanid detoxikace.[26][27]

Antimikrobiální účinek

Uvolnění organosírové sloučeniny po zničení rostlinných buněk Alliaceae má velký význam, protože antimikrobiální, insekticidní a larvicidní vlastnosti těchto sloučenin.[28] Zejména dialyldisulfid je hlavním důvodem inhibice růstu formy a bakterie česnekovým olejem. Rovněž jedná proti žaludeční vřed zárodek Helicobacter pylori, avšak ne tak účinně jako alicin.[29][30] Vzhledem ke svým antimikrobiálním účinkům, společně s tobramycin, je součástí přípravků používaných k selektivní dekontaminaci orgánů (např. střev) před chirurgickými operacemi. Klinická studie ukázala, že takové přípravky zabraňují endotoxemie při operacích srdeční chlopně.[31]

Ochrana před rakovinou tlustého střeva

Česnek může zabránit kolorektální karcinom,[32] a několik studií odhalilo, že diallyldisulfid je hlavní složkou odpovědnou za tento účinek. Účinek je závislý na dávce, jak bylo prokázáno u myší.[33][34] Diallyl disulfid ovlivňuje rakovinné buňky mnohem silněji než normální buňky.[35] Vede také k silné a na dávce závislé akumulaci několika činidel, jako jsou reaktivní formy kyslíku, které aktivují enzym a vedou k destrukci rakovinných buněk.[36]

Ochrana před kardiovaskulárními chorobami

Existují důkazy, že česnek může zabránit rozvoji kardiovaskulárních onemocnění. Možným důvodem pro některé z těchto onemocnění, jako je ateroskleróza nebo ischemická choroba srdeční je oxidační stres. Ten je redukován dialyldisulfidem tím, že napomáhá detoxikaci buňky, stejně jako některým dalším mechanismům.[4] Aktivací iontového kanálu TRPA1 vede dialyldisulfid ke krátkodobému snížení krevního tlaku.[15]

Bezpečnost

Diallyl disulfid je látka dráždící pokožku a alergen. Zejména je to hlavní příčina alergie na česnek (alergická kontaktní dermatitida na česnek). Alergie obvykle začíná na konečcích prstů a nelze jí zabránit nošením rukavic, protože diallyldisulfid proniká většinou komerčních typů rukavic.[37][38][39][40]

Medián smrtelná dávka (LD50) pro orální příjem v krysy je 260 mg na kg tělesné hmotnosti a je 3,6 g / kg pro dermální příjem. Vysoké dávky 5 g / kg nanesené na kůži koček způsobují smrt hemolytická anémie.[1][41]

Diallyl disulfid lze snadno detekovat ve vzduchu nebo v krvi pomocí plynová chromatografie.[42][43]

Viz také

Reference

  1. ^ A b C d E allyldisulfid
  2. ^ A b Diallyl disulfid v Sigma Aldrich
  3. ^ A b C d E F Block, Eric (2010). Česnek a další Allium: The Lore a věda. Royal Society of Chemistry. ISBN  9780854041909.[stránka potřebná ]
  4. ^ A b Omar, Syed Haris; Hasan, Ahmed; Hunjul, Nashat; Ali, Javed; Aqil, M (2007). „Historické, chemické a kardiovaskulární pohledy na česnek: recenze“. Recenze farmakognosie. 1 (1): 80–87. Archivovány od originál dne 03.03.2012. Citováno 2010-05-28.
  5. ^ Lawson, L; Wang, Z; Hughes, B (2007). "Identifikace a HPLC kvantifikace sulfidů a dialk (en) ylthiosulfinátů v komerčních česnekových produktech". Planta Medica. 57 (4): 363–370. doi:10.1055 / s-2006-960119. PMID  1775579.
  6. ^ Edris, A; Fadel, H (2002). „Vyšetřování těkavých aromatických složek česneku zanechává éterický olej. Možnost využití k obohacení česnekového cibulového oleje“. Evropský výzkum a technologie v oblasti potravin. 214 (2): 105–107. doi:10.1007 / s00217-001-0429-2. S2CID  95448926.
  7. ^ [1] Patent WIPO WO / 2006/16881[úplná citace nutná ]
  8. ^ Yuan, X; Chen, X; Jiang, X; Nie, Y (2006). "Syntéza, charakterizace a hodnocení bioaktivity diallyldisulfidu". Journal of Central South University of Technology. 13 (5): 515–518. doi:10.1007 / s11771-006-0079-4. S2CID  97570822.
  9. ^ Freeman, F; Kodera, Y (1995). „Cesnak Chemistry: Stability of S- (2-Propenyl) -2-Propene-1-sulfinothioate (Allicin) in Blood, Solvents, and Simulated Physiological Fluids“. Journal of Agricultural and Food Chemistry. 43 (9): 2332–2338. doi:10.1021 / jf00057a004.
  10. ^ Wang, Kai; Ženich, Murree; Sheridan, Robert; Zhang, Shaozhong; Block, Eric (2013). „Kapalná síra jako činidlo: Syntéza polysulfanů s 20 nebo více atomy síry s charakterizací pomocí UPLC- (Ag +) - koordinační iontový sprej-MS“. Journal of Sulphur Chemistry. 34 (1–2): 55–66. doi:10.1080/17415993.2012.721368. S2CID  95562164.
  11. ^ Block, Eric; Iyer, Rajeshwari; Grisoni, Serge; Saha, Chantu; Belman, Sidney; Lossing, Fred P (1988). "Inhibitory lipoxygenázy z éterického oleje z česneku. Markovnikovovo přidání allyldithio radikálu k olefinům". Journal of the American Chemical Society. 110 (23): 7813–7827. doi:10.1021 / ja00231a037.
  12. ^ Amosova, S.V .; Nosyreva, V.V .; Musorin, G. K.; Sigalov, M.V .; Sinegovskaya, L.M .; Trofimov, B.A. (1986). "Syntéza 1-alkylthio-3-allylthio-1-propenu reakcí diallylyldisulfidu s allylhalogenidy v superzákladním systému hydroxidu alkalického kovu-DMSO". Journal of Organic Chemistry of the SSSR. 22 (5): 856–61. OCLC  4434235280. OSTI  6388212.
  13. ^ US patent 8101802
  14. ^ US Patent 5,231,114
  15. ^ A b Bautista, D. M; Movahed, P; Hinman, A; Axelsson, H. E.; Sterner, O; Hogestatt, E. D; Julius, D; Jordt, S.E; Zygmunt, P. M (2005). „Štiplavé produkty z česneku aktivují senzorický iontový kanál TRPA1“. Sborník Národní akademie věd. 102 (34): 12248–12252. doi:10.1073 / pnas.0505356102. PMC  1189336. PMID  16103371.
  16. ^ Hile, Arla G; Shan, Zhixing; Zhang, Shao-Zhong; Block, Eric (2004). "Averze špačků evropských (Sturnus vulgaris) na česnekovým olejem ošetřené granule: česnekový olej jako ptačí odpuzovač. Analýza česnekového oleje nukleární magnetickou rezonanční spektroskopií". Journal of Agricultural and Food Chemistry. 52 (8): 2192–2196. doi:10.1021 / jf035181d. PMID  15080619.
  17. ^ Germain, E; Chevalier, J; Siess, M.-H; Teyssier, C (2008). "Jaterní metabolismus diallyldisulfidu u potkanů ​​a lidí" (PDF). Xenobiotica. 33 (12): 1185–1199. doi:10.1080/00498250310001636840. PMID  14742141. S2CID  20421070.
  18. ^ Tsai, Chia-Wen; Yang, Jaw-Ji; Chen, Haw-Wen; Sheen, Lee-Yan; Lii, Chong-Kuei (2005). „Sloučeniny česneku a organosíry zvyšují expresi třídy π glutathion S-transferázy v primárních hepatocytech potkanů“. The Journal of Nutrition. 135 (11): 2560–2565. doi:10.1093 / jn / 135.11.2560. PMID  16251611.
  19. ^ Wu, CC; Lesk, LY; Chen, HW; Kuo, WW; Tsai, SJ; Lii, CK (2002). „Diferenciální účinky česnekového oleje a jeho tří hlavních organosírových složek na jaterní detoxikační systém u potkanů“. Journal of Agricultural and Food Chemistry. 50 (2): 378–83. doi:10.1021 / jf010937z. PMID  11782211.
  20. ^ Fukao, T; Hosono, T; Misawa, S; Seki, T; Ariga, T (2004). „Účinky allylsulfidů na indukci detoxikačních enzymů fáze II a poškození jater tetrachlormethanem“. Potravinová a chemická toxikologie. 42 (5): 743–749. doi:10.1016 / j.fct.2003.12.010. PMID  15046820.
  21. ^ Lemar, Katey M; Aon, Miguel A; Cortassa, Sonia; O'Rourke, Brian; Müller, Carsten T; Lloyd, David (2007). „Diallyl disulfid vyčerpává glutathion Candida albicans: Smrt buněk zprostředkovaná oxidačním stresem studovaná dvoufotonovou mikroskopií ". Droždí. 24 (8): 695–706. doi:10,1002 / ano 1503. PMC  2292485. PMID  17534841.
  22. ^ Hu, Ying; Urig, Sabine; Koncarevic, Sasa; Wu, Sin-ťiang; Fischer, Marina; Rahlfs, Stefan; Mersch-Sundermann, Volker; Becker, Katja (2007). „Enzymy související s glutathionem a thioredoxinem jsou modulovány chemopreventivními látkami obsahujícími síru“. Biologická chemie. 388 (10): 1069–81. doi:10.1515 / BC.2007.135. PMID  17937621. S2CID  6384362.
  23. ^ Koh, Seong-Ho; Kwon, Hyugsung; Park, Kee Hyung; Ko, Jin Kyung; Kim, Joo Hwan; Hwang, Myung Sil; Yum, Young Na; Kim, Ok-Hee; Kim, Juhan; Kim, Hee-Tae; Do, Byung-Rok; Kim, Kyung Suk; Kim, Haekwon; Roh, Hakjae; Yu, Hyun-Jeung; Jung, Hai Kwan; Kim, Seung Hyun (2005). „Ochranný účinek diallyldisulfidu na neuronálně diferencované buňky PC12 poškozené oxidačním stresem“. Molekulární výzkum mozku. 133 (2): 176–186. doi:10.1016 / j.molbrainres.2004.10.006. PMID  15710234.
  24. ^ Kim, Jun-Gyou; Koh, Seong-Ho; Lee, Young Joo; Lee, Kyu-Young; Kim, Youngchul; Kim, Sunyoun; Lee, Myung-Koo; Kim, Seung Hyun (2005). „Diferenciální účinky diallyldisulfidu na neuronální buňky závisí na jeho koncentraci“. Toxikologie. 211 (1–2): 86–96. doi:10.1016 / j.tox.2005.02.011. PMID  15863251.
  25. ^ Chiang, Yi-Hsuan; Jen, Lin-Ni; Su, Hsiau-Yuan; Lii, Chong-Kuei; Sheen, Lee-Yan; Liu, Cheng-Tzu (2006). "Účinky česnekového oleje a jeho dvou hlavních organosírných sloučenin, diallyldisulfidu a diallyltrisulfidu, na poškození střev u potkanů, kterým byl podán endotoxin". Toxikologie a aplikovaná farmakologie. 213 (1): 46–54. doi:10.1016 / j.taap.2005.08.008. PMID  16274720.
  26. ^ Iciek, Małgorzata; Marcinek, Joanna; Mleczko, Urszula; Włodek, Lidia (2007). „Selektivní účinky dialyldisulfidu, prekurzoru sulfanové síry, v játrech a Ehrlich ascituje nádorové buňky“. European Journal of Pharmacology. 569 (1–2): 1–7. doi:10.1016 / j.ejphar.2007.04.055. PMID  17560567.
  27. ^ Iciek, M; Bilska, A; Ksiazek, L; Srebro, Z; Włodek, L (2005). „Allyldisulfid jako donor a kyanid jako akceptor sulfanové síry v myších tkáních“ (PDF). Farmakologické zprávy. 57 (2): 212–8. PMID  15886420.
  28. ^ Amonkar, S. V; Banerji, A (1971). "Izolace a charakterizace larvicidního principu česneku". Věda. 174 (4016): 1343–1344. doi:10.1126 / science.174.4016.1343. PMID  5135721. S2CID  43748340.
  29. ^ Avato, P; Tursi, F; Vitali, C; Miccolis, V; Candido, V (2000). "Allylsulfidové složky těkavého oleje z česneku jako antimikrobiální látky". Fytomedicin. 7 (3): 239–243. doi:10.1016 / s0944-7113 (00) 80010-0. PMID  11185736.
  30. ^ O'Gara, EA; Hill, DJ; Maslin, DJ (2000). „Činnosti česnekového oleje, česnekového prášku a jejich dialylových složek proti Helicobacter pylori“. Aplikovaná a environmentální mikrobiologie. 66 (5): 2269–73. doi:10.1128 / AEM.66.5.2269-2273.2000. PMC  101489. PMID  10788416.
  31. ^ Yu, J; Xiao, YB; Wang, XY (2007). "Účinky předoperačně vybrané střevní dekontaminace na endotoxemii vyvolanou kardiopulmonálním bypassem". Čínský žurnál traumatologie. 10 (3): 131–7. PMID  17535634.
  32. ^ Světový fond pro výzkum rakoviny / Americký institut pro výzkum rakoviny: Potraviny, výživa, fyzická aktivita a prevence rakoviny. 2. vydání, 2007 (ISBN  0-97225222-3) S. 93–94 (PDF, 12 MB)
  33. ^ Milner, John A (2006). „Preklinické pohledy na česnek a rakovinu“. The Journal of Nutrition. 136 (3): 827S – 831S. doi:10.1093 / jn / 136.3.727S. PMID  16484574.
  34. ^ Yang, JS; Kok, LF; Lin, YH; Kuo, TC; Yang, JL; Lin, CC; Chen, GW; Huang, WW; et al. (2006). „Diallyl disulfid inhibuje leukemické buňky WEHI-3 in vivo“. Protinádorový výzkum. 26 (1A): 219–25. PMID  16475702.
  35. ^ Huang, Z; Lei, X; Zhong, M; Zhu, B; Tang, S; Liao, D (2007). „Bcl-2 malá interferující RNA senzibilizuje buňku lidského plicního adenokarcinomu A549 / DDP rezistentní na cisplatinu na cisplatinu a diallyldisulfid“. Acta Biochimica et Biophysica Sinica. 39 (11): 835–43. doi:10.1111 / j.1745-7270.2007.00356.x. PMID  17989874.
  36. ^ Jo, Hong; Song, Ju; Kim, Kang; Cho, Yong; Kim, Ki; Park, Young (2008). „Diallyl disulfid indukuje reverzibilní zastavení fáze G2 / M na mechanismu nezávislém na p53 v lidských buňkách HCT-116 s rakovinou tlustého střeva“. Zprávy o onkologii. 19 (1): 275–80. doi:10.3892 / nebo 19.1.275. PMID  18097607.
  37. ^ Block, E (2009). Česnek a další allium: tradice a věda. Royal Society of Chemistry. p. 228. ISBN  978-0-85404-190-9.
  38. ^ Horn, TD (2003). Dermatologie, svazek 2. Elsevier Health Sciences. p. 305. ISBN  978-0-323-02578-2.
  39. ^ Česnek Archivováno 2010-06-15 na Wayback Machine
  40. ^ Moyle, Mignon; Frowen, Kath; Nixon, Rosemary (2004). "Použití rukavic na ochranu před alergií na dialýldisulfid." Australasian Journal of Dermatology. 45 (4): 223–225. doi:10.1111 / j.1440-0960.2004.00102.x. PMID  15527433. S2CID  38878468.
  41. ^ Dokumenty EPA
  42. ^ dokumenty amerického ministerstva práce o bezpečnosti a ochraně zdraví při práci
  43. ^ Sun, X; Guo, T; On, J; Zhao, M; Yan, M; Cui, F; Deng, Y (2006). „Simultánní stanovení dialyl trisulfidu a dialyldisulfidu v krvi potkana plynovou chromatografií s detekcí elektronového záchytu“. Die Pharmazie. 61 (12): 985–8. PMID  17283653.