Cariofilè

compost químic

El cariofilè o (-)-β-cariofilè és un hidrocarbur alifàtic, bicíclic, volàtil i d'origen orgànic. Pertany a la categoria dels terpens, més concretament als sesquiterpens. La seva estructura conté un anell de ciclobutà, fet que és una raresa en la natura. El cariofilè té per isòmers l'Isocariofilè i l'α-Humulè (abans α-Cariofilè).

Infotaula de compost químicCariofilè
Substància químicacompost químic Modifica el valor a Wikidata
Massa molecular204,187801 u Modifica el valor a Wikidata
Trobat en el tàxonTrichogonia grazielae (en) Tradueix Modifica el valor a Wikidata
Rolantiinflamatori no esteroïdal Modifica el valor a Wikidata
Estructura química
Fórmula químicaC₁₅H₂₄ Modifica el valor a Wikidata
Caryophyllene.svg
SMILES canònic
Model 2D
CC1=CCCC(=C)C2CC(C2CC1)(C)C Modifica el valor a Wikidata
SMILES isomèric

C/C/1=C\CCC(=C)[C@H]2CC([C@@H]2CC1)(C)C Modifica el valor a Wikidata
Identificador InChIModel 3D Modifica el valor a Wikidata

La font natural més abundant de cariofilè és l'arbre de clau Eugenia caryophyllata, però aquest compost també és constituent de nombrosos olis essencials de plantes, tals com el romaní, la marihuana, l'orenga i el basilisc. Juga papers importants en les interaccions químiques entre insectes i plantes,[1] i és un sesquiterpè molt rellevant en química atmosfèrica, ja que la seva oxidació és una important font d'aerosols orgànics secundaris.[2] També s'ha observat que té una funció com a anestèsic local en proves fetes en conills i rates.[3]

HistòriaModifica

El cariofilè es coneix des de 1834, i es va descobrir a partir dels olis essencials de clau, tot i que el material obtingut era una barreja de cis-cariofilè i trans-cariofilè amb α-humulè. El 1892, Wallach i Walker van ser capaços de caracteritzar el trans-cariofilè. Extensos estudis degradatius duts a terme durant els 60 següents anys van aconseguir definir l'estructura del cariofilè. E.J. Corey va aconseguir la primera síntesi total de Cariofilè, l'any 1964.[4]

Metabolisme i derivatsModifica

L'òxid d'hidroxicirofilena-14 (C15H24O2) es va aïllar de l'orina dels conills tractats amb (-) - cariofil·lena (C15H24). S'ha informat de l'estructura de cristalls de raigs X del hidroxicariofilena-14 (com a derivat de l'acetat).

El metabolisme de la cariofil·lina avança mitjançant (-) - òxid de cariofilena (C15H24O), ja que aquest últim compost també proporcionava hidroxicariofilena-14 (C15H24O) com a metabolit.[5]

Cariofil·lena (C15H24) → òxid de cariofil·lena (C15H24O) → 14-hidroxicariofil·lena (C15H24O) → òxid de hidroxicariofilena-14 (C15H24O2).

Òxid de cariofilena,[6] en què el grup alcènic de la cariofil·lina s'ha convertit en un epoxid, és el component responsable de la identificació del cànnabis per part dels gossos que fan les drogues[7][8] i també és un aromatitzant alimentari aprovat.

Fonts naturalsModifica

La quantitat aproximada de cariofilena a l'oli essencial de cada font es dóna entre claudàtors ([ ]):

BiosintesiModifica

 
Biosintesis del cariofilè

El cariofilè és un sesquiterpè comú entre les espècies vegetals. Es biosintetitza a partir dels precursors comuns del terpè de dimetilalila pirofosfada (DMAPP) i isopentenil pirofosfat (IPP). Primer, les unitats senzilles de DMAPP i IPP reaccionen mitjançant una reacció de tipus SN1 amb la pèrdua de pirofosfat, catalitzada per l'enzim GPPS2, per formar geranil pirofosfat (GPP). Això reacciona a més amb una segona unitat d'IPP, també mitjançant una reacció de tipus SN1 catalitzada per l'enzim IspA, per formar pirofosfat de farnesil (FPP). Finalment, FPP experimenta una ciclització intramolecular catalitzada per l'enzim QHS1 per formar cariofilè.[28]

ReferènciesModifica

  1. «El rol del Cariofilè en la comunicació insecte-planta a Pherobase».(anglès)
  2. Jaoui, M; Leungsakul, S; Kamens, RM. Gas and Particle Products Distribution from the Reaction of [beta]-Caryophyllene with Ozone. Journal of Atmospheric Chemistry 45, issue 3 (2003), pags 261-287
  3. C. Ghelardinia, N. Galeottia, L. Di Cesare Mannellia, L. Di Cesare Mannellia, G. Mazzantib, A. Bartolinia «Local anaesthetic activity of ß-caryophyllene». Il Farmaco, 56, 5-7, 2001, pàg. 387–389.(anglès)
  4. Corey EJ, Mitra RB, Uda H «Total Synthesis of d,l-Caryophyllene and d,l-Isocaryophyllene». Journal of the American Chemical Society, 86, 3, 1964, pàg. 485–492. DOI: 10.1021/ja01057a040.(anglès)
  5. «Caryophyllene oxide – C15H24O».
  6. Yang, D.; Michel, L.; Chaumont, J. P.; Millet-Clerc, J. «Use of caryophyllene oxide as an antifungal agent in an in vitro experimental model of onychomycosis». Mycopathologia, 148, 2, 01-11-1999, pàg. 79–82. DOI: 10.1023/A:1007178924408. ISSN: 0301-486X. PMID: 11189747.
  7. Russo, E. «Taming THC: potential cannabis synergy and phytocannabinoid-terpenoid entourage effects». British Journal of Pharmacology, 163, 7, 2011, pàg. 1344–1364. DOI: 10.1111/j.1476-5381.2011.01238.x. PMC: 3165946. PMID: 21749363.
  8. Stahl, E.; Kunde, R. «Die Leitsubstanzen der Haschisch-Suchhunde» (en alemany). Kriminalistik, 27, 1973, pàg. 385–389.
  9. Mediavilla, V.; Steinemann, S. «Essential oil of Cannabis sativa L. strains». International Hemp Association. [Consulta: 11 juliol 2008].
  10. Singh, G.; Marimuthu, P.; De Heluani, C. S.; Catalan, C. A. «Antioxidant and biocidal activities of Carum nigrum (seed) essential oil, oleoresin, and their selected components». Journal of Agricultural and Food Chemistry, 54, 1, gener 2006, pàg. 174–181. DOI: 10.1021/jf0518610. PMID: 16390196.
  11. Ghelardini, C.; Galeotti, N.; Di Cesare Mannelli, L.; Mazzanti, G.; Bartolini, A. «Local anaesthetic activity of beta-caryophyllene». Farmaco, 56, 5–7, 2001, pàg. 387–389. DOI: 10.1016/S0014-827X(01)01092-8. PMID: 11482764.
  12. Alma, M. H.; Ertaş, M.; Nitz, S.; Kollmannsberger, H. «Chemical composition and content of essential oil from the bud of cultivated Turkish clove». BioResources, 2, 2, maig 2007, pàg. 265–269. ISSN: 1930-2126 [Consulta: 6 setembre 2010]. «The results showed that the essential oils mainly contained about [...] 3.56% β-Caryophyllene»
  13. Wang, G.; Tian, L.; Aziz, N. «Terpene biosynthesis in glandular trichomes of hop». Plant Physiology, 148, 3, novembre 2008, pàg. 1254–1266. DOI: 10.1104/pp.108.125187. PMC: 2577278. PMID: 18775972.
  14. Bernotienë, G.; Nivinskienë, O.; Butkienë, R.; Mockutë, D. «Chemical composition of essential oils of hops (Humulus lupulus L.) growing wild in Auktaitija». Chemija, 4, 2004, pàg. 31–36. ISSN: 0235-7216 [Consulta: 6 setembre 2010].
  15. Zheljazkov, V. D.; Cantrell, C. L.; Tekwani, B.; Khan, S. I. «Content, composition, and bioactivity of the essential oils of three basil genotypes as a function of harvesting». Journal of Agricultural and Food Chemistry, 56, 2, gener 2008, pàg. 380–5. DOI: 10.1021/jf0725629. PMID: 18095647.
  16. Vasconcelos Silva, M. G.; Abreu Matos, F. J.; Oliveira Lopes, P. R.; Oliveira Silva, F.; Tavares Holanda, M. «Composition of essential oils from three Ocimum species obtained by steam and microwave distillation and supercritical CO2 extraction» (PDF). Arkivoc, 2004, 6, 02-08-2004, pàg. 66–71. DOI: 10.3998/ark.5550190.0005.609. ISSN: 1424-6376 [Consulta: 6 setembre 2010].
  17. «Essential oil from Origanum dictamnus». Planta Medica, 53, 1, febrer 1987, pàg. 107–109. DOI: 10.1055/s-2006-962640. PMID: 17268981.
  18. Calvo Irabién, L. M.; Yam-Puc, J. A.; Dzib, G.; Escalante Erosa, F.; Peña Rodríguez, L. M. «Effect of postharvest drying on the composition of Mexican oregano (Lippia graveolens) essential oil». Journal of Herbs, Spices & Medicinal Plants, 15, 3, juliol 2009, pàg. 281–287. DOI: 10.1080/10496470903379001. ISSN: 1540-3580.
  19. Mockutė, D.; Bernotienė, G.; Judžentienė, A. «The essential oil of Origanum vulgare L. ssp. vulgare growing wild in Vilnius district (Lithuania)». Phytochemistry, 57, 1, maig 2001, pàg. 65–69. DOI: 10.1016/s0031-9422(00)00474-x. PMID: 11336262.
  20. Jirovetz, L.; Buchbauer, G.; Ngassoum, M. B.; Geissler, M. «Aroma compound analysis of Piper nigrum and Piper guineense essential oils from Cameroon using solid-phase microextraction–gas chromatography, solid-phase microextraction–gas chromatography–mass spectrometry and olfactometry». Journal of Chromatography A, 976, 1–2, novembre 2002, pàg. 265–275. DOI: 10.1016/S0021-9673(02)00376-X. PMID: 12462618.
  21. Prashar, A.; Locke, I. C.; Evans, C. S. «Cytotoxicity of lavender oil and its major components to human skin cells». Cell Proliferation, 37, 3, 2004, pàg. 221–229. DOI: 10.1111/j.1365-2184.2004.00307.x. PMID: 15144499.
  22. Umezu, T.; Nagano, K.; Ito, H.; Kosakai, K.; Sakaniwa, M.; Morita, M. «Anticonflict effects of lavender oil and identification of its active constituents». Pharmacology Biochemistry and Behavior, 85, 4, desembre 2006, pàg. 713–721. DOI: 10.1016/j.pbb.2006.10.026. PMID: 17173962.
  23. Ormeño, E.; Baldy, V.; Ballini, C.; Fernández, C. «Production and diversity of volatile terpenes from plants on calcareous and siliceous soils: effect of soil nutrients». Journal of Chemical Ecology, 34, 9, setembre 2008, pàg. 1219–1229. DOI: 10.1007/s10886-008-9515-2. PMID: 18670820.
  24. Kaul, P. N.; Bhattacharya, A. K.; Rao, B. R. «Volatile constituents of essential oils isolated from different parts of cinnamon (Cinnamomum zeylanicum Blume)». Journal of the Science of Food and Agriculture, 83, 1, 2003, pàg. 53–55. DOI: 10.1002/jsfa.1277.
  25. Ahmed, A.; Choudhary, M. I.; Farooq, A. «Essential oil constituents of the spice Cinnamomum tamala (Ham.) Nees & Eberm.». Flavour and Fragrance Journal, 15, 6, 2000, pàg. 388–390. DOI: 10.1002/1099-1026(200011/12)15:6<388::AID-FFJ928>3.0.CO;2-F.
  26. Leandro, L. M.; Vargas, F. S.; Barbosa, P. C.; Oliveira Neves, J. K.; Da Silva, J. A.; Da Veiga Junior, V. F. «Chemistry and biological activities of terpenoids from copaiba (Copaifera spp.) oleoresins». Molecules, 17, 4, 2012, pàg. 3866–3889. DOI: 10.3390/molecules17043866. PMC: 6269112. PMID: 22466849.
  27. Sousa, J. P.; Brancalion, A. P.; Souza, A. B.; Turatti, I. C.; Ambrósio, S. R.; Furtado, N. A.; Lopes, N. P.; Bastos, J. K. «Validation of a gas chromatographic method to quantify sesquiterpenes in copaiba oils». Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis, 54, 4, Mar 2011, pàg. 653–9. DOI: 10.1016/j.jpba.2010.10.006. PMID: 21095089.
  28. Yang, J.; Li, Z.; Guo, L.; Du, J.; Bae, H.-J. «Biosynthesis of β-caryophyllene, a novel terpene-based high-density biofuel precursor, using engineered Escherichia coli». Renewable Energy, 99, 01-12-2016, pàg. 216–223. DOI: 10.1016/j.renene.2016.06.061. ISSN: 0960-1481.