Catechol

Szerkezeti képlet
Tábornok
Vezetéknév	Catechol
más nevek	1,2-dihidroxi-benzol Benzol-1,2-diol Pyrocatechin Pirokatechol, rövid katekol (katekol) o- dihidroxi-benzol Benzol-1,2-diol ritkábban: FSM-diol
Molekulaképlet	C 6 H 6 O 2
Rövid leírás	színtelen kristályok
Külső azonosítók / adatbázisok
CAS-szám 120-80-9 EK-szám 204-427-5 ECHA információs kártya 100.004.025 PubChem 289 ChemSpider 13837760 DrugBank DB02232 Wikidata Q282440
tulajdonságait
Moláris tömeg	110,11 g mol -1
Fizikai állapot	határozottan
sűrűség	1,34 g cm -3
Olvadáspont	105 ° C
forráspont	245 ° C
Gőznyomás	20 Pa (20 ° C)
oldhatóság	jó vízben (451 g l –1 20 ° C-on) sok szerves oldószerben és lúgban oldódik
biztonsági utasítások
GHS veszélyességi címkével re  rendelet számú (EU) 1272/2008 (CLP) , szükség esetén bővíthető veszély H és P mondatok H: 301-311-315-319-341-350 P: ?
MAK	Svájc: 5 ml m −3 vagy 23 mg m −3
Toxikológiai adatok	260 mg kg −1 ( LD 50 ,  patkány ,  orális )
Lehetőség szerint és szokás szerint SI egységeket használnak. Eltérő rendelkezés hiányában a megadott adatok a standard feltételekre vonatkoznak .

A pirokatechol ( 1,2-dihidroxi-benzol ) egy kétértékű fenol . Két szomszédos hidroxilcsoportja van az úgynevezett orto helyzetben a benzolgyűrűn .

Az angol név catechol (a pirokatechol rövid alakja ), az IUPAC szerint 1,2-dihidroxi- benzolnak vagy benzol-1,2-diolnak is nevezik .

A katekol (1,2-dihidroxi-benzol) mellett két másik helyzetben izomer forma létezik , nevezetesen a rezorcin (1,3-dihidroxi- benzol ) és a hidrokinon (1,4-dihidroxi-benzol).

Történelem és előfordulás

A kémiai vegyület közönséges neve a gerber akácra ( Acacia catechu ) vezethető vissza . A katechint tartalmazó növényi nedvükből először 1839-ben K. Reinsch kémikus izolálta száraz desztillációval , úgynevezett pirolízissel (a pirolízis ősi neve ). Ezenkívül a pirokatechol és a pirokatechol kifejezések a katekol esetében általánosak.

A pirokatechol elterjedt a növényvilágban, és természetes nyersanyagok, például fa, szén és lignin pirolízissel ( pirolízis reakcióval) nyerhető . Főleg a fa gyantájában és a bükk kátrányában található. A múltban a lignit parázsló vizéből is kivonták .

Ezenkívül a katekol jelentős mennyiségben megtalálható a dohányfüstben is (20–500 µg cigarettánként, márkától függően). Ott katekolt is kijelölnek, hogy hozzájáruljon a dohányfüst daganat-elősegítő hatásához. Lehetséges mechanizmusként javasolták a PKC transzlokációját és a 8-hidroxi-oxi-guanozin képződését .

Kivonás és bemutatás

Pirokatekin állíthatók elő segítségével egy alkálifém olvadék a o -chlorophenol vagy o -phenolsulfonic savat .

Szintén hidrolízise a 2-klór-fenol és nátrium-hidroxid-oldattal magasabb hőmérsékleten jelenlétében réz-szulfát , jelenlétében is a bárium-hidroxid és a réz (I) -klorid vagy az oxidatív lebomlását szalicilaldehid a hidrogén-peroxid és nátrium-hidroxid-oldatot ( Dakin reakció ). Egy -éter hasítása a guajakol és hidrogén-bromid is lehetséges.

tulajdonságait

A katekol színtelen kristályokat képez, amelyek könnyen illékonyak a vízgőzzel. A levegőben és fény hatására instabillá válik, és 1,2-benzokinonvá oxidálódik ( auto-oxidáció ).

A vizes oldat színtelen, de 7 feletti pH-értéken oxigén jelenlétében történő oxidáció következtében gyorsan megbarnul. Semleges oldatban a vas (III) -kloriddal történő kombináció zöld színt eredményez . Ezt a reakciót alkalmazhatjuk a dihidroxi- benzolok megkülönböztetésére : A rezorcinol lila színű, a hidrokinon kék színű, amely rövid idő múlva eltűnik, mert a hidrokinont a vas-klorid oxidálja p- benzo-kinonná , amely nem mutat színreakciót. Az ólom (II) -acetáttal viszont színtelen csapadék képződik. A katekol "vanádium-kénsav" → mandelin reagenssel történő reakciója kék-zöld színt ad . A klórozott mésszel végzett reakció szintén kék-zöld színt ad . A catechol egy erőteljes redukálószer, amely képes csökkenteni a Fehling oldatot , a Benedict-reagenset és az ammónia- ezüst-nitrát oldatot .

használat

A katekol lehetséges felhasználási lehetőségei a fotótechnika, mint fejlesztők . Arra használják, mint egy antioxidáns és fertőtlenítőszer . A szerves szintézis , játszik szerepet, mint a kiindulási anyag színezékek , illatanyagok és gyógyszerek , valamint a védőcsoport a karbonilvegyületek . Az előállított szintetikus katekol körülbelül 50% -át rovarirtók gyártására használják fel , a fennmaradó részt pedig parfümök és gyógyszerek előállításához használt vegyi anyagok előfutáraként használják.

A hidrobórozást szer katechinboránnal egy származéka a katechol. A metilezés eredményeként guaiacol (monometil- éter ) és veratrol (dimetil-éter) keletkezik:

Természetes anyagok

Számos természetes anyag származik a katekolból és metilétereiből , a guaiacolból és a veratrolból , beleértve a jól ismert vanillint is . A fent említett három bázikus vegyület dekarboxilezéssel jön létre a megfelelő savakból: z. B. Veratrol veratrumsavból . A veratrumaldehidet viszont a Veratrolból állítják elő Vilsmeier- formilációval .

	-CH 2 OH	–CHO	-COOH
Catechol	Protokatechuális alkohol	Protokatekualdehid	Protokatechuinsav
Guaiacol	Vanilil-alkohol	Vanillin	Vanillinsav
Guaiacol	Izovanillyl alkohol	Isovanillin	Izovanillinsav
Veratrol	Veratryl alkohol	Veratrum aldehid	Veratrinsav

bizonyíték

Minőségi és analitikai bizonyítékként a kálium-bromiddal és brómmal történő brómozással 192 ° C olvadáspontú tetrabróm-származék keletkezik.

biztonsági utasítások

A dihidroxi-benzolok irritálják a szemet , a bőrt és a légzőrendszert . A bőrrel érintkezve és lenyelve ártalmasak az egészségre . A pirokatechol mérgező a vízi szervezetekre, ezért a 2. vízveszélyességi osztályba környezeti szempontból veszélyesnek minősül . A francia vegyianyag-hatóság javaslatára a katekol kémiai osztályozását 2015-ben és 2016-ban felülvizsgálták. 2016. szeptember 16-án az Európai Vegyianyag-ügynökség (ECHA) Kockázatértékelési Bizottsága (RAC) a következőképpen határozta meg a katekol besorolását: a katekolt a Carc 1B, a Muta 2 és az Acute Tox 3 rákkeltő hatásúaként szájon át és bőrön keresztül alkalmazzák. A figyelmeztetések beállítása H301, H311, H341 és H350. A Skin Irrit 2 és Eye Irrit 2 besorolást a megfelelő H315 és H319 figyelmeztetésekkel megtartottuk. Az RAC ezen besorolását az EU Bizottságának még be kell vezetnie az alkalmazandó jogba, de a publikációval a tudás állapotát képviseli, amelyet a vállalatoknak és a hatóságoknak figyelembe kell venniük.

toxikológia

A többi dihidroxi-benzolhoz hasonlóan a katekol is felszívódik a gyomor-bél traktusban, és szabadon ürül a vizelettel monoszulfátként vagy monoglükorinidként. Ezenkívül megfigyelték a bőrön keresztüli felszívódást. Az anyagcserében 1,4-benzokinon , trihidroxi -benzol , de bizonyos félkinonok is képződnek köztitermékként .

Amikor katekol felszívódik a bőrön keresztül, a megfigyelt tünetek hasonlóak a fenol mérgezés . Ezenkívül a kontakt dermatitis egyes esetekben kialakult . Bizonyos sejtvonalakban a katekol indukálta a sejtek apoptózisát . Az eritrocitákban a katekol hemolízist okozhat.

Molekuláris szinten azt feltételezzük, hogy a katekol a kinonok és más gyökök képződésével kombinálva az antioxidánsok, például a glutation kimerülésével, az antioxidáns kapacitás általános csökkenését okozza, és ezáltal oxidatív stresszhez vezet . Ez okozhatja a DNS károsodásának indukcióját . Ezenkívül a katekol kölcsönhatásba léphet a cisztein-maradékokkal, és ezáltal a fehérjék aggregációjához vagy diszulfid-hidak kialakulásához vezethet .

Egyéni bizonyíték

1. ↑ ^{a b c d e f g h} A katekollal kapcsolatos bejegyzés az IFA GESTIS anyagadatbázisában , hozzáférés: 2019. november 15. (JavaScript szükséges)
2. ↑ A katekolról szóló bejegyzés . In: Römpp Online . Georg Thieme Verlag, hozzáférés: 2014. december 10.
3. ↑ A pirokatecholra vonatkozó bejegyzés az Európai Vegyianyag-ügynökség (ECHA) osztályozási és címkézési jegyzékében , hozzáférhető: 2019. november 15. A gyártók vagy forgalmazók kibővíthetik a harmonizált osztályozást és címkézést .
4. ↑ Svájci Balesetbiztosítási Pénztár (Suva): Határértékek - az aktuális MAK és BAT értékek ( 120-80-9 vagy pirokatechol keresése ), elérhető 2015. november 2-án.
5. ↑ A katekolról szóló bejegyzés . In: Römpp Online . Georg Thieme Verlag, elérhető 2018. augusztus 2-án.
6. ↑ Schwelwasser az universal_lexikon.deacademic.com webhelyen , hozzáférés: 2016. augusztus 1.
7. ↑ ^{a b} Hans R. Schweizer: Mesterséges szerves festékek és köztes termékeik. Springer-Verlag, 2013. március 13., ISBN 978-3-642-87245-7 , 142. o.
8. ↑ JD Mold, MP Peyton, RE Means, TB Walker: A katekol meghatározása a cigarettafüstben . In: Elemző . szalag 91 , no. 1080. , 1966. január 1., ISSN  1364-5528 , p. 189-194 , doi : 10,1039 / AN9669100189 . 
9. ↑ Klaus D. Brunnemann, Herng-Cherng Lee, Dietrich Hoffmann: Kémiai vizsgálatok a dohányfüstön. XLVII. A katekolok mennyiségi elemzéséről és csökkentéséről . In: Elemző levelek . szalag 9 , no. 1976. október 10. , ISSN  0003-2719 , pp. 939-955 , doi : 10.1080 / 00032717608059158 . 
10. ^ R. Gopalakrishna, ZH Chen, U. Gundimeda: A dohányfüstdaganat-promoterek, a katekol és a hidrokinon a protein-kináz C oxidatív szabályozását indukálják, és befolyásolják a tüdőrák sejtjeinek invázióját és áttétjét . In: A Nemzeti Tudományos Akadémia közleményei . szalag 91 , no. 25 , december 6, 1994, ISSN  0027-8424 , p. 12233-12237 , doi : 10.1073 / pnas.91.25.12233 , PMID 7991611 , PMC 45411 (ingyenes teljes szöveg). 
11. ↑ Per Leanderson, Christer Tagesson: Cigarettafüst által kiváltott DNS-károsodás: A hidrokinon és a katekol szerepe az oxidatív DNS-addukt, a 8-hidroxi-oxi- guanozin képződésében . In: Kémiai-biológiai kölcsönhatások . szalag 75 , no. 1 , 1990, p. 71-81 , doi : 10.1016 / 0009-2797 (90) 90023-G . 
12. ↑ Alkalischmelze a Spektrum.de oldalon, hozzáférés: 2016. augusztus 1.
13. ↑ Catechol a Spektrum.de oldalon, hozzáférés: 2016. augusztus 1.
14. ↑ Uni Regensburg: Vizsgálati utasítások a dihidroxi-benzolok kimutatásához (Peter Keusch).
15. ↑ KF Mandelin, Szentpétervár: A vanádium- kénsavról, az alkoloidok új reagenséről. E. Wienecke, 1883.
16. B ^{a b} Joseph Schomacker: Hozzájárulás a rezorcin és a katekol igazságügyi-kémiai kimutatásához az állati testben (PDF; 1,3 MB), disszertáció, 1886, Dorpati Egyetem.
17. ↑ Fiegel, Helmut et al .: Fenolszármazékok. In: Ullmann ipari kémiai enciklopédiája, Wiley-VCH, Weinheim, 2000. június 15, doi : 10.1002 / 14356007.a19_313 .
18. ↑ külső azonosítók vagy adatbázis kapcsolatok katechinboránnal : CAS-szám: 274-07-7 , EC-szám: 205-991-5, ECHA InfoCard: 100.005.447 , pubchem : 67.506 , ChemSpider : 10617125 , Wikidata : Q730606 .
19. ^ Szerzők szövetsége: Organikum . 19. kiadás. Johann Ambrosius Barth, Lipcse / Berlin / Heidelberg 1993, ISBN 3-335-00343-8 , 345. o.
20. ^ Szerzők szövetsége: Organikum . 19. kiadás. Johann Ambrosius Barth, Lipcse / Berlin / Heidelberg 1993, ISBN 3-335-00343-8 , 331. o.
21. ^ Szerzők szövetsége: Organikum . 19. kiadás. Johann Ambrosius Barth, Lipcse / Berlin / Heidelberg 1993, ISBN 3-335-00343-8 , 653. o.
22. ^ A RAC 2016. szeptember 16-i határozata.
23. ^ GA Garton, RT Williams: Méregtelenítési tanulmányok. 17. A catechol sorsa a nyúlban és a catechol monoglucuronide jellemzése . In: Biokémiai Közlöny . szalag 43 , no. 2. , 1948. január 1., ISSN  0006-2936 , p. 206-211 , doi : 10.1042 / bj0430206 . 
24. ↑ ^{a b c} Nemzetközi Rákkutató Ügynökség: Néhány szerves vegyi anyag, a hidrazin és a hidrogén-peroxid újraértékelése . Egészségügyi Világszervezet, Nemzetközi Rákkutató Ügynökség, [Lyon] 1999, ISBN 978-92-832-1271-3 . 
25. ↑ Egyes füstölő szerek, a 2,4-D és 2,4,5-T gyomirtók, klórozott dibenzodioxinok és különféle ipari vegyszerek. In: IARC monográfiák a vegyi anyagok emberre gyakorolt ​​karcinogén kockázatának értékeléséről. 15. kötet, 1977. augusztus, 1-354. Oldal, PMID 330387 (áttekintés).
26. ↑ JL Moran, D. Siegel, XM Sun, D. Ross: Apoptózis indukálása benzol metabolitokkal HL60 és CD34 + humán csontvelő progenitor sejtekben. In: Molekuláris farmakológia. 50. évfolyam , 3. szám, 1996. szeptember, 610-615. Oldal, PMID 8794901 .
27. ↑ B. Bukowska, S. Kowalska: A fenol és a katekol prehemolitikus és hemolitikus változásokat váltanak ki az emberi eritrocitákban. In: Toxikológiai levelek. 152. évfolyam , 1. szám, 2004. augusztus, 73–84. Oldal, doi : 10.1016 / j.toxlet.2004.03.025 , PMID 15294349 .
28. ↑ George Barreto, Diego Madureira, Francisco Capani, Laura Aon-Bertolino, Ezequiel Saraceno: A katekolok és a szabad gyökök szerepe a benzol toxicitásában: Egy oxidatív DNS károsodás útja . In: Környezeti és molekuláris mutagenezis . szalag 50 , no. 2009. december 9. , p. 771-780 , doi : 10.1002 / em.20500 . 
29. ↑ U. Stenius, M. Warholm, A. Rannug, S. Walles, I. Lundberg, J. Högberg: A GSH kimerülés és toxicitás szerepe az enzimmel módosított gócok hidrokinonnal indukált fejlődésében. In: Karcinogenezis. 10. évfolyam , 3. szám, 1989. március , 593–599 . Oldal, doi : 10.1093 / carcin / 10.3.593 , PMID 2564322 .
30. ^ S. Oikawa: A karcinogén katekol által kiváltott oxidatív DNS károsodás helyspecifikája és mechanizmusa . In: Karcinogenezis . szalag 22 , no. 8. , 2001. augusztus 1., p. 1239-1245 , doi : 10.1093 / carcin / 1239.8.22 . 
31. Ina Nina Schweigert, Alexander JB Zehnder, Rik IL Eggen: A katekolok kémiai tulajdonságai és azok toxikus hatásának molekuláris módjai a sejtekben, a mikroorganizmusoktól az emlősökig. Mini áttekintés . In: Környezeti mikrobiológia . szalag 3 , no. 2001. február 2. , ISSN  1462-2912 , p. 81-91 , doi : 10.1046 / j.1462-2920.2001.00176.x .