Jonony

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
Skočit na: Navigace, Hledání
Jonony
Strukturní vzorec
Strukturní vzorec
Strukturní vzorec
Obecné
Systematický název α: (3E)-4-(2,6,6-Trimethylcyklohex-2-en-1-yl)but-3-en-2-on
β: (3E)-4-(2,6,6-Trimethylcyklohex-1-en-1-yl)but-3-en-2-on
γ: (3E)-4-(2,2-Dimethyl-6-methylencyklohexyl)but-3-en-2-on
Triviální název Jonony
Ostatní názvy Cyklocitrylidenaceton, irisony, jonony
Anglický název Ionones
Sumární vzorec C13H20O
Identifikace
UN kód UNII = QP734LIN1K
InChI 1S/C13H20O/c1-10-6-5-9-13(3,4)12(10)8-7-11(2)14/h7-8,12H,1,5-6,9H2,2-4H3/b8-7+
Vlastnosti
Molární hmotnost 192,30 g/mol
Teplota tání β: −49 °C
Teplota varu β: 126–128 °C (12 mmHg)
Hustota α: 0,933 g/cm3
β: 0,945 g/cm3
NFPA 704
Není-li uvedeno jinak, jsou použity jednotky
SI a STP (25 °C, 100 kPa).

Jonony (angl. ionones) jsou navzájem blízce příbuzné chemické látky, které jsou součástí tzv. růžových ketonů (rose ketones), mezi které patří také damaskony a damaskenony. Jsou to produkty rozkladných procesů probíhajících na karotenoidech, kde vlastní rozklad je řízen karoten-dioxygenázou zejména tzv. Beta-karoten-9',10'-dioxygenázou (BCDO2). Jonony patří mezi aromatické sloučeniny, které lze nalézt v mnoha silicích (tedy esenciálních resp. éterických olejích) jako např. v růžovém oleji. Beta-jonon výrazně přispívá k typické vůni růží, a to navzdory jeho nízké koncentraci obsažené v jejích květech. Dále je tento beta-jonon významnou vonnou surovinou, která nachází své uplatnění v kosmetickém průmyslu (parfumerie).[1] Podobně kombinace alfa-jononu s beta-jononem vytváří typickou fialkovou vůni, a proto je spolu s dalšími látkami tato kombinace rovněž využívána v kosmetickém průmyslu.[2][3]

Důležitá je skutečnost, že karoteny (alfa, beta, gama) a xantofyl beta-kryptoxantin obsahují beta-jonon, který hraje důležitou roli v přeměně zmíněných karotenů na samotný vitamín A. Tato přeměna karotenů na vitamín A je daná trávícími procesy uvnitř organismů, které jsou schopny metabolizovat rostlinnou stravu. Ty karotenoidy, kterým v molekule chybí beta-jonon, nejsou schopny vytvářet vitamín A (alfa i gama jonon nejsou schopny přetvoření na vit. A).

Biosyntéza[editovat | editovat zdroj]

Obecně platí, že karotenoidy jsou prekurzory řady významných vonných sloučenin, které se uplatňují v řadě rostlin. Platí to i pro vytváření jononů, které vznikají enzymatickým působením karoten-dioxygenázy zkráceně CCD = (carotenoid cleavage dioxygenase/karotenoidy štěpící dioxygenáza). Jde o enzymy, které se nacházejí např. v květech rostlin. Jako příklady CCD lze uvést: RdCCD1, který je přítomný v růži damašské (Rosa damascena) nebo PhCCD1, který je v Petúnii zahradní (Petunia hybrida). Na následujícím obrázku je uvedeno schéma biosyntézy jononů.

Příklad biosyntézy jononů[editovat | editovat zdroj]

Biosyntéza jononů

Jako příklad biosyntézy jononů může posloužit nedávná studie zahrnující výzkum květenství Olivy libovonné (Osmanthus fragrans Lour. var. aurantiacus). Tato rostlina se vyznačuje tím, že produkuje zdaleka nejvíc různých vonných látek odvozených právě od karotenoidů. V rámci genetického výzkumu květů této rostliny byl objeven enzym OfCCD1 (Of = Osmanthus fragrans CCD = carotenoid cleavage dioxygenase / karotenoidy štěpící dioxygenáza), který štěpí přítomné karotenoidy mj. na jonony. Aktivita karotenoidů, vonných látek a samotného enzymu významně závisela na denní době (růst aktivity v přítomnosti světla). Ve chvíli, kdy byla produkce enzymu (jeho transkripce) na vrcholu, obsah karotenoidů zůstával nízký či dokonce mírně klesal. Vypouštění jononů bylo rovněž závislé na světle (vyšší aktivita během dne), ačkoliv aktivita jononů klesala pomaleji než pokles transkripce OfCCD. Protože celková hladina karotenoidů v květech z jednoho dne na druhý byla vyšší, ale hladina vonných látek poklesla, a to i při stejné transkripci OfCCD, lze se domnívat, že s postupem času se mění dostupnost karotenoidů (jako substrátu) uvnitř buněk květů. Jiné vysvětlení předpokládá roli regulačních mechanismů ovlivňující produkci (resp. formování) těkavých norisoprenoidů. Relativní podíl obou jononů (alfa i beta) k ostatním vonným látkám je nejvyšší v podvečerních a večerních hodinách, což je zřejmě příčinou výrazné vonné aktivity Olivovníku libovonného právě v této době.[4]

Organická syntéza[editovat | editovat zdroj]

Jonony mohou být syntetizovány z citralu a acetonu pomocí oxidu vápenatého (CaCl2), který slouží jako zásaditý katalyzátor. Tato syntéza je příkladem tzv. aldolové kondenzace, po které následuje přesmyk.[5][6]

Nejprve dochází k nukleofilní adici karbaniontu acetonu 3, který z něj vznikl odštěpením jednoho z protonů v zásaditém prostředí (zásaditá katalýza) 1 a tento karbaniont reaguje s karbonylovou skupinou citralu 4. Produkt aldolové kondenzace 5 odštěpuje vodu přes enolátový iont a vzniká tak pseudojonon 7.

Organická syntéza

Reakce dále pokračuje kyselou katalýzou, při které reakuje proton s dvojnou vazbou 7 a vzniká tak karbokationt 8. Posunem vazebných elektronů v molekule dochází k přesmyku karbokationtu, což vede k vytvoření šestičlenného kruhu 9. Na závěr dochází k odštěpení protonu (atomu H+) z molekuly pomocí Brønstedovy báze (molekuly Y) a vznikají tak 2 produkty – 10, který obsahuje konjugovaný systém 3 dvojných vazby a 11, který obsahuje pouze 2 dvojné vazby v konjugovaném systému.

Pokračování reakce

Odkazy[editovat | editovat zdroj]

V tomto článku byl použit překlad textu z článku Ionone na anglické Wikipedii.

  1. Rose (Rosa damascena), John C. Leffingwell
  2. An Introduction to Perfumery by Curtis & Williams 2nd Edition, 2009, ISBN 978-0-9608752-8-3, ISBN 978-1-87022824-4
  3. Essential oils
  4. Susanne Baldermann, Masaya Kato, Miwako Kurosawa, Yoshiko Kurobayashi, Akira Fujita, Peter Fleischmann, Naoharu Watanabe(2010)."Functional characterization of a carotenoid cleavage dioxygenase 1 and its relation to the carotenoid accumulation and volatile emission during the floral development of Osmanthus fragrans Lour". Journal of Experimental Botany61(11): 2967–2977. doi:10.1093/jxb/erq123. PMID 20478967. 
  5. NODA, C., ALT, G. P., WERNECK, R. M. et al.(1998)."Aldol Condensation of Citral with Acetone on Basic Solid Catalysts". Braz. J. Chem. Eng.15(2). doi:10.1590/S0104-66321998000200004. 
  6. Alfred Russell and R. L. Kenyon."Pseudoionone". Organic Syntheses, Coll. Vol. 323: 78.