Трет-бутилгидрохинона (Е 319). Свойства, особенности, сфера применения
Биохимическое сырье оптом
Главная / Статьи / Трет-бутилгидрохинона (Е 319)

Трет-бутилгидрохинона (Е 319), статья из раздела: Антиоксиданты (E-300 - E-399)

Трет-бутилгидрохинона (Е 319)

CAS номер: 1948-33-0
Брутто формула: C10H14O2
Внешний вид: кристаллический порошок от почти белого цвета, до светло коричневого со слабым специфическим запахом.
Химическое название и синонимы: tert-Butylhydroquinone, Butylhydroquinone; TBHQ; 2-tert-Butylhydroquinone; 2-(1,1-Dimethylethyl)-1,4-benzenediol.
Физико-химические свойства:
Молекулярный вес 166.22 г / моль
Плотность 295
Температура плавления 125-130 ºC
Температура кипения 273 ºC
Температура вспышки 171 ºC
Температура самовозгорания: 457 ° С
Растворимость / смешиваемость с водой при 20 ° C (68 ° F): 10 г / л
Растворим в этаноле
Опасные продукты разложения, образующиеся при горении: угарный газ и углекислый газ.

Описание:

Трет-бутилгидрохинон или TBHQ является высокоэффективным антиоксидантом для ненасыщенных растительных масел и многих пищевых животных жиров. Он не вызывает обесцвечивания даже в присутствии железа и не изменяет вкус и запах материала, к которому он добавлен. Его можно комбинировать с другими антиоксидантами, такими как бутилированный гидроксианизол (КНБК). В качестве пищевой добавки его номер E - E319, где он используется в качестве антиоксиданта. Его добавляют в широкий ассортимент продуктов, с максимальным пределом (1000 мг / кг),  например, разрешенным для замороженной рыбы и рыбных продуктов. Его основное преимущество заключается в увеличении срока хранения. 

Однако,в больших дозах он оказывает негативное воздействие на здоровье испытуемых лабораторных животных, например, является прекурсором опухолей желудка и  наносит повреждение сДНК. Ряд исследований показали, что длительное воздействие TBHQ может быть канцерогенным. 

Применение:

Трет-бутилгидрохинон используется в промышленности в качестве стабилизатора для подавления автополимеризации органических пероксидов. В парфюмерии он используется в качестве фиксатора для снижения скорости испарения и улучшения стабильности. Он также добавляется в лаки, лсмолы и присадки для нефтяных месторождений.

Получение:

Один из способов получения антиоксидантов и, в частности, процесса получения трет-бутилгидрохинона (TBHQ). Процесс приготовления включает следующие стадии: (1) одновременное добавление избыточной разбавленной серной кислоты, эквимолярного гидрохинона и третичного бутилацетата в реакционную смесь, несмотря на то, что массовое отношение разбавленной серной кислоты к третичному бутилацетату равно 1: (от 3 до 6 ); (2) перемешивание и нагревание до 85-95oC и взаимодействие в течение 1-8 часов; (3) прекращение перемешивания, охлаждение до 65-75oC, а затем проведение центробежной фильтрации, кроме того фильтрат серной кислоты рециркулируют, а полученные остатки на фильтре промывают от 1 до 3 раз теплой водой, чтобы получить неочищенный продукт TBHQ. неочищенный продукт содержит от 70% до 75% TBHQ, содержание DTBHQ (ди-трет-бутилгидрохинона) в качестве побочного продукта является низким, выход может достигать 65-70% после очистки.

Действие:

TBHQ легко метаболизируется. В исследованиях на мышах метаболизм в основном включал окисление в трет-бутильной группе с последующим образованием конъюгата глюкуронида и выделением с мочой или с выделением свободной кислоты с калом. У крыс 80-90%  C-радиоактивной метки выводится с мочой или калом в течение 96 часов, в основном в виде свободной кислоты в кале с меньшим количеством в моче и менее 0,3% во выдыхаемом воздухе. Более 43 метаболитов присутствовало в моче и кале мышей и крыс. В нескольких исследованиях на крысах и собаках было показано, что TBHQ пероральным путем хорошо всасывается и быстро выводится, главным образом с мочой. Основными метаболитами мочи у обоих видов являются 4-О-сульфатный конъюгат и 4-О-глюкуронид. Элиминация завершается через 4 дня.

Согласно проведенным исследованиям стало известно,что в отличие от положительного действия трет-бутилгидрохинона (tBHQ) в качестве пищевого антиоксиданта, хроническое воздействие tBHQ может быть канцерогенно. Поэтому  была исследована способность tBHQ индуцировать цитохром P450 1a1 (Cyp1a1), фермент, который, как известно, играет важную роль в химической активации ксенобиотиков до канцерогенных производных. Значительное зависимое от концентрации увеличение мРНК, белка и активности Cyp1a1 имело место после обработки клеток гепатомы мыши Hepa 1c1c7 tBHQ. Увеличение мРНК было очевидным через 3 ч после лечения. Ингибитор РНК-полимеразы, актиномицин D, полностью блокировал индукцию Cyp1a1 посредством tBHQ, что указывает на необходимость синтеза РНК de novo посредством активации транскрипции. Ингибитор синтеза белка циклогексимид индуцировал tBHQ-опосредованную индукцию мРНК Cyp1a1 и полностью предотвращал увеличение активности Cyp1a1, что указывает на то, что индукция активности фермента tBHQ зависит от синтеза белка de novo. Кроме того, антагонист арилуглеводородного рецептора (AHR) ресвератрол ингибировал увеличение активности Cyp1a1 под действием tBHQ. Гелевые анализы сдвига электрофоретической подвижности показали, что tBHQ вызывает активацию или трансформацию AHR в ядерных экстрактах, что указывает на то, что AHR-зависимые механизмы способствуют индукции Cyp1a1. Подобно мышиным клеткам Hepa 1c1c7, tBHQ вызывал зависимое от концентрации увеличение CYP1A1 на мРНК и уровнях активности в клетках человеческого HepG2. Это первая демонстрация того, что фенольный антиоксидант, tBHQ, может напрямую индуцировать экспрессию гена Cyp1a1 AHR-зависимым образом и может представлять собой новый механизм, посредством которого tBHQ способствует канцерогенности( Negar Gharavi and Ayman O. S. El-Kadi

Drug Metabolism and Disposition March 2005).

Выявлено также, что 2-трет-бутил-4-гидрохинон (TBHQ), фенольный антиоксидант, используемый в качестве пищевой добавки, и его метаболит 2-трет-бутил-1,4-бензохинон (TBQ) были цитотоксичными в клетках моноцитарного лейкоза человека U937, при этом, что TBQ более цитотоксичен. Оба соединения индуцировали каспазную активность в отношении DEVD-MCA в качестве субстрата и расщепление поли (АДФ-рибозой) полимеразы в клетках. Ферментативные активности каспазы 3, -7, -6 и -9, по-видимому, индуцированы, а прокаспазы-3 и-7 были обработаны до активных форм в клетках, обработанных TBHQ и TBQ. Они вызвали ядерную конденсацию и фрагментацию в некоторых клетках. Электронно-микроскопическое исследование выявило серьезные нарушения структуры митохондрий и образование внутриклеточных вакуолей. Морфологические изменения были более выраженными в клетках, обработанных TBHQ, чем TBQ. Митохондриальный трансмембранный потенциал был нарушен. Цитохром с высвобождался из митохондрий в цитозоль, и уровень АТФ умеренно снижался при обработке клеток этими химическими веществами. Клеточный глутатион (GSH), по-видимому, способствует защите от гибели клеток, вызванной TBQ, но его вклад не был отмечен в случае TBHQ. TBHQ и TBQ демонстрировали апоптотические признаки в различных анализах, но способ гибели клеток  все же не может быть определен как типичный апоптоз или некроз(согласно, пкбликациям в researchgate).


Токсикологические данные:

LD50 перорально - Крыса - 700 мг / кг

Тест сенсибилизационный. Серьезное повреждение глаз / раздражение глаз у кролика. Результат: сильные раздражения

Респираторная или кожная сенсибилизация. Сенсибилизационный тест: - морская свинка. Результат: положительный

Может вызвать сенсибилизацию при контакте с кожей.

Мутагенность зародышевых клеток

Тест Эймса.

Salmonella typhimurium. Результат: отрицательный (ИК)

Мутагенность (клеточный тест млекопитающих): хромосомная аберрация.

Результат: отрицательный (ИК)

Мутагенность (клеточный тест млекопитающих): хромосомная аберрация.

Результат: положительный

Мышь - Костный мозг

Результат: отрицательный.

Экотоксичность: 

Токсичность для рыб LC50 - Pimephales promelas (толстоголовый гольян) - 0,6 мг / л - 96 ч

Токсичность для дафний и других водных беспозвоночных

EC50 - Дафния магна (водяная блоха) - 3,2 мг / л - 96 ч

Стойкость и разлагаемость. Биохимическая потребность в кислороде (БПК) 70 мг / г.

Теоретическая потребность в кислороде 2,450 мг / г