Carvona: diferència entre les revisions

Contingut suprimit Contingut afegit
Cap resum de modificació
Línia 1:
{{infotaula compost químic}}
La '''carvona''' és una [[cetona]] [[monoterpè|monoterpenoide]] [[compost cíclic|cíclica]] que es troba de forma natural en molts olis essencials, essent més abundant en els olis provinents de llavors d'[[alcaravia]] (''Carum carvi''), de [[menta verda]] (''Mentha spicata'') i d'[[anet]].<ref name="carvalho">{{ref-publicació|cognom=De Carvalho|nom=Carla C. C. R.|títol=Carvone: Why and how should one bother to produce this terpene|publicació=Food Chemistry|data=abril 2006|pàgines=413–422|volum=95|exemplar=3|doi=10.1016/j.foodchem.2005.01.003|llengua=anglès|url=|cognom2=Da Fonseca|nom2=M. Manuela R.}}</ref> És un líquid d'un color groc pàl·lid. Presenta dos [[estereoisòmer|estereoisòmers]] amb propietats organolèptiques diferenciades: l'enantiòmer ''R'' fa olor de menta, mentre que l'enantiòmer ''S'' té una aroma picant, per la qual cosa ambdós estereoisòmers són emprats a la indústria alimentària i cosmètica. A més, se n'ha descrit l'ús com a repel·lent d'insectes o com a precursor en [[síntesi asimètrica|síntesi orgànica asimètrica]], entre altres.
 
== Història ==
Els [[antiga Roma|antics romans]] empraven l'alcaravia per a usos medicinals,<ref name="carvalho"/> però probablement la carvona no es va aïllar com a compost pur fins que [[Franz Varrentrapp]] (1815–1877) l'obtingué el 1849.<ref name="simonsen">{{ref-llibre |cognom=Simonsen |nom=J. L. |títol=The Terpenes. Volume 1: The Simple Acyclic and Monocyclic Terpenes and Their Derivatives |url=https://books.google.es/books?id=IxE9AAAAIAAJ&pg=PA394|pàgines=394–408 |lloc=Cambridge |editorial=Cambridge University Press |any=1953 |edició=2a edició | llengua = anglès}}</ref> Prèviament, el 1841, el químic suís [[Matthias Eduard Schweizer|Eduard Schweizer]] (1818–1860) l'havia identificat anomenant-la «carvol».<ref>{{Ref-publicació|article=Untersuchung über das Kümmelöl (Oleum Carvi)|url=http://doi.wiley.com/10.1002/prac.18410240136|publicació=Journal für Praktische Chemie|data=1841|pàgines=257–274|volum=24|exemplar=1|doi=10.1002/prac.18410240136|llengua=alemany|nom=Eduard|cognom=Schweizer}}</ref> [[Heinrich Jacob Goldschmidt|Goldschmidt]] i Zürrer la van identificar com una cetona relacionada amb el [[limonè]],<ref>{{ref-publicació |cognom=Goldschmidt |nom=Heinrich |cognom2= Robert |nom2=Zürrer |títol=Ueber das Carvoxim |publicació=Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft |data=1885 |pàgines=1729–1733 |volum=18 |url=http://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k90702f/f1731.item.r=.zoom |llengua=alemany}}</ref> i finalment [[Igor Igorevich Wagner|Georg Wagner]] (1849–1903) n'elucidà l'estructura el 1894.<ref>{{ref-publicació |cognom=Wagner |nom=Georg |títol=Zur Oxydation cyklischer Verbindungen |publicació=Berichte der Deutschen chemischen Gesellschaft zu Berlin |data=1894 |pàgines=2270-2276 |volum=27 |url=https://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k90735d/f492.image.langEN |llengua=alemany}}</ref>
 
== Propietats químiques físiques==
La carvona és un líquid d'un color groc pàl·lid amb un punt d'ebullició de 230ºC. i ésÉs soluble en alcohol o cloroform.
 
==Propietats químiques==
=== Estereoisomerisme ===
La carvona presenta dos [[enantiòmer|enantiòmers]]: la ''R''-(-)-carvona, o ''levo''-carvona, té una olor dolça i mentolada, com les fulles de menta. La seva imatge especular, ''S''-(+)-carvona, o ''dextro''-carvona, té un aroma picant amb notes de [[sègol]], com les llavors d'[[alcaravia]].<ref>{{ref-publicació|cognom=Leitereg|url=|cognom5=Teranishi|cognom4=Mon|nom4=Thomas R.|cognom3=Harris|nom3=Jean|cognom2=Guadagni|nom2=Dante G.|llengua=anglès|nom=Theodore J.|doi=10.1021/jf60176a035|exemplar=4|volum=19|pàgines=785–787|data=juliol 1971|publicació=Journal of Agricultural and Food Chemistry|títol=Chemical and sensory data supporting the difference between the odors of the enantiomeric carvones|nom5=Roy}}</ref><ref>{{ref-llibre |cognom=Morcia |nom=Caterina |cognom2=Tumino |nom2=Giorgio |cognom3=Ghizzoni |nom3=Roberta |cognom4=Terzi |nom4=Valeria |títol=Essential Oils in Food Preservation, Flavor and Safety |pàgines=309-316 |editorial=Academic Press |any=2016 |isbn=978-0-12-416641-7 |capítol=Carvone (''Mentha spicata L.'') Oils |doi=10.1016/B978-0-12-416641-7.00035-3 |llengua=anglès}}</ref> El fet que els dos enantiòmers es percebin amb olor diferent és una prova que els receptors olfactius han de contenir grups quirals, permetent-los respondre de forma més intensa a un enantiòmer que a l'altre, encara que no tots els enantiòmers tenen olors distingibles. S'ha vist que la [[mona esquirol]] és capaç de discernir entre els dos enantiòmers de la carvona.<ref>{{ref-publicació|cognom=Laska|nom=Matthias|títol=Enantioselectivity of odor perception in squirrel monkeys and humans|publicació=American Journal of Physiology-Regulatory, Integrative and Comparative Physiology|data=1 octubre 1999|pàgines=R1098–R1103|volum=277|exemplar=4|doi=10.1152/ajpregu.1999.277.4.r1098|pmid=10516250|llengua=anglès|url=|nom2=Anne|nom3=Peter|cognom3=Teubner|cognom2=Liesen}}</ref>
Linha 19 ⟶ 20:
 
Com a cetona α,β-insaturada, la carvona sofreix addicions conjugades de nucleòfils. Per exemple, la carvona reacciona amb dimetilcuprat de liti per situar un grup metil ''trans'' al grup isopropenil amb bona [[estereoselectivitat]]. L'[[enol|enolat]] resultant es pot al·lilar amb [[bromur d’al·lil|bromur d'al·lil]] per donar la cetona '''11'''.<ref>{{ref-publicació|cognom=Srikrishna|nom=A.|títol=Enantiospecific synthesis of (+)-(1S,2R,6S)-1,2-dimethylbicyclo[4.3.0]nonan-8-one and (−)-7-epibakkenolide-A|publicació=Tetrahedron|data=setembre 1998|pàgines=11517–11524|volum=54|exemplar=38|doi=10.1016/S0040-4020(98)00672-3|llengua=anglès|url=|cognom2=Jagadeeswar Reddy|nom2=T.}}</ref>
[[Fitxer:Carvone conj alkylation-ca.png|center|500px|Metilació de la carvona amb Me<sub>2</sub>CuLi, seguit de l'al·lilació amb bromur d'al·lil]]

Quan es tracta amb un àcid fort, isomeritza a carvacrol, que és un fenol monoterpenoide.<ref name=":0" /><ref>{{Ref-llibre|títol=Kirk‐Othmer Encyclopedia of Chemical Technology|url=http://doi.wiley.com/10.1002/0471238961.2005181602120504.a01.pub2|editorial=John Wiley & Sons, Inc.|data=2006-09-15|lloc=Hoboken (Nova Jersey)|isbn=978-0-471-23896-6|pàgines=2005181602120504.a01.pub2|doi=10.1002/0471238961.2005181602120504.a01.pub2|llengua=anglès|nom=Charles S.|cognom=Sell|edició=|editor=|capítol=Terpenoids}}</ref>
 
== Ocurrència ==
La ''S''-(+)-carvona és el constituent principal (60-70%) de l'oli de les llavors d'[[alcaravia]] (''Carum carvi''),<ref>{{ref-llibre |cognom=Hornok |nom=L. |títol=Cultivation and processing of medicinal plants |lloc=Chichester |editorial=John Wiley & Sons |any=1992 |llengua=anglès}}</ref> que es produeix a una escala d'unes 10 tones anuals.<ref name="carvalho"/> També constitueix al voltant d'un 40-60% de l'oli de llavors d'anet (''Anethum graveolens'') i també en oli de pell de la [[mandarina]].
 
La ''R''-(-)-carvona és també el compost més abundant en l'oli essencial de diverses espècies de menta, en especial l'oli de menta verda (''Mentha spicata''), que conté al voltant del 50–80% de ''R''-(-)-carvona. la menta és una important font de ''R''-(-)-carvona produïda de forma natural. Tanmateix, la majoria de ''R''-(-)-carvona emprada en aplicacions comercials es sintetitza a partir de [[limonè|''R''-(+)-limonè]].<ref name=":0">{{ref-llibre|cognom=Fahlbusch|editorial=|nom4=Wilhelm |nom3=Johannes |nom2=Franz-Josef |cognom5=Schatkowski |cognom4=Pickenhagen |cognom3=Panten |cognom2=Hammerschmidt |pàgines= |lloc= |data= |nom=Karl-Georg|url=|llengua=anglès|doi=10.1002/14356007.a11_141|edició=Sixthition|capítol=Flavors and Fragrances|coautors=BAUER, Kurt; GARBE, Dorothea; SURBURG, Horst|isbn=978-3-527-30673-2 |any=2003 |títol=Ullmann's encyclopedia of industrial chemistry |nom5=Dietmar}}</ref> L'isòmer ''R''-(-)-carvona també es troba en l'oli de kuromoji.
 
Alguns olis, com l'oli de [[palmarosa]], contenen una barreja d'ambdós enantiòmers. Molts altres olis naturals, per exemple l'oli de [[menta pebrera]], contenen quantitats de carvones a nivell de traces.
 
== Obtenció i síntesi ==
La forma ''dextro'', ''S''-(+)-carvona, s'obté pràcticament pura per la destil·lació fraccionada de l'oli d'alcaravia. La forma ''levo'' obtinguda a partir dels olis que la contenen requereixen generalment un tractament addicional per produir ''R''-(-)-carvona d'alta puresa. Això es pot aconseguir mitjançant la formació d'un compost d'addició amb [[sulfur d’hidrogen|sulfur d'hidrogen]], a partir del qual es pot regenerar la carvona mitjançant tractament amb [[hidròxid de potassi]] en [[etanol]] i destil·lació del producte en un corrent de vapor.
 
La forma ''levo'' obtinguda a partir dels olis que la contenen requereixen generalment un tractament addicional per produir ''R''-(-)-carvona d'alta puresa. Això es pot aconseguir mitjançant la formació d'un compost d'addició amb [[sulfur d’hidrogen|sulfur d'hidrogen]], a partir del qual es pot regenerar la carvona mitjançant tractament amb [[hidròxid de potassi]] en [[etanol]] i destil·lació del producte en un corrent de vapor.
 
AlternativamentTanmateix, la majoria de ''R''-(-)-carvona esemprada poten prepararaplicacions comercials es sintetitza a partir de [[limonè|''R''-(+)-limonè]].<ref name=":0">{{ref-llibre|cognom=Fahlbusch|editorial=|nom4=Wilhelm |nom3=Johannes |nom2=Franz-Josef |cognom5=Schatkowski |cognom4=Pickenhagen |cognom3=Panten |cognom2=Hammerschmidt |pàgines= |lloc= |data= |nom=Karl-Georg |url= |llengua=anglès |doi=10.1002/14356007.a11_141 |edició=Sixthition |capítol=Flavors and Fragrances |coautors=BAUER, Kurt; GARBE, Dorothea; SURBURG, Horst |isbn=978-3-527-30673-2 |any=2003 |títol=Ullmann's encyclopedia of industrial chemistry |nom5=Dietmar}}</ref> El tractament del limonè amb [[clorur de nitrosil]] produeix [[nitrosoclorur de limonè]] mitjançant l'addició al doble enllaç de l'anell seguint la [[regla de Markóvnikov]]. Aquest compost es converteix en [[carvoxima]] refluxant-lo amb [[piridina]] en [[acetona]]. El reflux de la carvoxima amb un 5% d'[[àcid oxàlic]] produeix carvona.<ref>{{ref-publicació|cognom=Rothenberger|nom=Otis S.|títol=Conversion of (+)-Limonene to (-)-Carvone: An organic laboratory sequence of local interest|publicació=Journal of Chemical Education|data=octubre 1980|pàgines=741|volum=57|exemplar=10|doi=10.1021/ed057p741|llengua=anglès|url=|cognom2=Krasnoff|cognom3=Rollins|nom2=Stuart B.|nom3=Ronald B.}}</ref>
 
[[fitxer:D-Limonene_to_l-carvone.png|center|550px]]
 
La gran disponibilitat de pells de taronja, com a subproducte en la producció de suc de taronja, ha fet que el limonè estigui disponible a bon preu i, conseqüentment, la carvona sintètica s'obtingui a un preu econòmic.<ref>{{ref-llibre |cognom=Sell |nom=Charles S. |títol=A fragrant introduction to terpenoid chemistry |pàgines=78 |lloc=Cambridge |editorial=Royal Society of Chemistry |any=2003 |isbn=0-85404-681-X |llengua=anglès}}</ref>
 
La [[biosíntesi]] de la carvona és per oxidació del limonè.