Tietoja Safrolesta

Johdanto

Safroli on luonnollinen orgaaninen yhdiste, jota esiintyy tiettyjen kasvien juurissa, kuoressa ja hedelmissä. Sitä käytetään laajalti eri teollisuudenaloilla, kuten elintarvike-, hajuste- ja lääketeollisuudessa. Safrolista on kuitenkin tullut viime vuosina kiistanalainen aine sen mahdollisten terveysriskien ja sääntelyrajoitusten vuoksi. Tämä lopullinen opas tarjoaa kattavan yleiskatsauksen safroliin, sen ominaisuuksiin, käyttötarkoituksiin, synteesiin, uuttomenetelmiin ja oikeudelliseen asemaan.

Safroliöljy

Safrolia koskevat yleiset tiedot

Safroli on luonnollinen orgaaninen yhdiste, joka kuuluu allyylibentseenien luokkaan. Sitä esiintyy tiettyjen kasvien, kuten sassafran, kanelin, muskottipähkinän ja kamferin, juurissa, kuoressa ja hedelmissä. Safroli tunnetaan makeasta, mausteisesta ja puumaisesta tuoksustaan, mikä tekee siitä suositun aromiaineen elintarvikkeissa ja juomissa. Sitä käytetään erityisesti perinteisen amerikkalaisen juoman, sassafras root beerin, keskeisenä ainesosana.

Sen lisäksi, että safrolia käytetään elintarviketeollisuudessa, sitä käytetään laajalti myös hajuvesissä, saippuoissa ja kosmetiikassa tuoksun tehostajana. Sillä on voimakas aromaattinen profiili, ja sitä voidaan sekoittaa muiden luonnonöljyjen kanssa ainutlaatuisten ja monimutkaisten tuoksujen luomiseksi. Sen lisäksi, että safrolia käytetään hajusteissa, sillä on myös lääkinnällisiä ominaisuuksia, ja sitä käytetään perinteisessä kiinalaisessa lääketieteessä reuman, niveltulehduksen ja muiden vaivojen hoitoon.

Safroli on myös esiasteena MDMA:n synteesissä, joka on suosittu viihdehuume. Safrolin muuntaminen MDMA:ksi sisältää useita kemiallisia reaktioita ja vaatii erityisosaamista ja -laitteita. Koska safrolia käytetään lähtöaineena laittomien huumeiden valmistuksessa, se on säännelty aine monissa maissa.

Synteesitapa safrolin muuntamisesta MDMA:ksi MDP2P:n kautta.

Safrolin kemialliset ja fysikaaliset ominaisuudet

Safroli on väritön tai kellertävä öljyinen neste, jolla on makea, mausteinen ja puumainen haju. Se kuuluu allyylibentseeniperheeseen, johon kuuluvat myös eugenoli, estragoli ja anetoli. Safrolin molekyylikaava on _C10H10O2 ja molekyylipaino 162,19 g/mol. Sen kiehumispiste on 232 °C ja sulamispiste 11,2 °C. Safroli on erittäin reaktiivinen yhdiste, koska sen allyyliketju on tyydyttymätön, ja se voi helposti käydä läpi kemiallisia reaktioita muodostaen erilaisia johdannaisia, kuten isosafrolia ja 3,4-metyleenidioksifenyylipropan-2-onia.

Safrolin kaava

Safroli liukenee alkoholiin, eetteriin ja kloroformiin, mutta ei liukene veteen. Safrolin liukoisuus veteen on alle 0,01 g/100 ml 25 °C:ssa. Safrolin alhainen liukoisuus veteen johtuu sen molekyylin hydrofobisesta luonteesta, jota hallitsee pooliton allyyliketju. Safrolin poolisuus johtuu pääasiassa happiatomin läsnäolosta molekyylissä, mikä antaa sille 2,6 Debyen dipolimomentin.

Safroli voi muodostaa vetysidoksia vesimolekyylien kanssa, mutta näiden vuorovaikutusten voimakkuus on heikompi kuin vesimolekyylien välisten vuorovaikutusten. Siksi safrolin liukoisuus veteen rajoittuu vain muutamaan miljoonasosaan. Safrolin liukoisuus orgaanisiin liuottimiin on suurempi.

Safrolin synteesi

Yleisin synteettinen menetelmä safrolin valmistamiseksi on kolmivaiheinen synteesi katekolista. Tähän reittiin kuuluu katekolin (1) muuntaminen 1,3-bentsodioksoliksi (2), jota seuraa bromaus 5-bromi-1,3-bentsodioksoliksi (3) ja alkylointi Grignard-reagenssin avulla lopulliseksi safroliksi (4).

Safrolisynteesi katekolista

Safrolin uuttomenetelmä

Ocotea cymbarum -öljyä uutetaan Etelä-Amerikassa (pääasiassa Brasiliassa, Paraguayssa ja Kolumbiassa) tavatun Ocotea pretiosan puusta. Itse puun öljypitoisuus on 1 painoprosentti, mikä ei ehkä tunnu paljolta, kunnes otetaan huomioon, että puun kaataminen on helppoa tuhannen kilon edestä. Huolellisella höyrytislauksella hakkeesta tuotettu öljy sisältää peräti 90 prosenttia safrolia. Tätä öljyä ei ehkä merkitä sellaiseksi terveyskaupoissa, mutta sitä käytetään joskus sassafrasöljyn korvikkeena, koska sitä ei voi erottaa siitä ilman laboratoriotutkimusta. Suurilla hajusteiden ja aromikemikaalien jakelijoilla saattaa olla Ocotea cymbarum -öljyä luettelossaan. Ne voivat tarjota sitä sekä kiloina että kiloina, ja niiden hinnat ovat lyömättömiä. Toisaalta luontaistuotekaupat myyvät sitä yleensä pienissä unssin pulloissa paljon kalliimmalla.

Ocotea Cymbarum

Sassafrasöljyn saaminen juurten kuoresta on yksinkertaista. Vaikeinta on selvittää, miten puu erotetaan ja sitten kaivaa juuret esiin. Kätevin tapa hallita puun erottaminen on tutustua kasvitieteelliseen puutarhaan. Lehdet haarautuvat varresta, ja niillä on kolme erilaista muotoa. Yleensä puulla saattaa olla kaikki kolme lehtimuotoa. Ne ovat noin 3 tuuman pituisia ja 1 1/2-4 tuuman levyisiä. Kun puu on havaittu, kaiva juuret esiin. Puhdista ne ja poista kaikki kuori. Juurten kuoresta tehdyistä kaavinnoista voidaan nyt tislata öljyä höyrytislaamalla. Kun höyry kulkee juurten läpi, se uuttaa öljyä atseotrooppisen tislauksen avulla, ja öljy ja vesi tiivistyvät lauhduttimessa. Öljy ja vesi kerätään sitten sopivankokoisiin astioihin. Öljyn voi havaita pieninä pisaroina tiivistyvässä vedessä. Kun pisaroita ei enää näy, kaikki öljy on uutettu.

Ocotea Cymbarumin lehdet

Öljy erotetaan vedestä valuttamalla ylimääräinen vesi pois ja kaatamalla loput erotussuppiloon, jolloin öljy erotetaan jäljelle jääneestä vedestä. Öljy on vettä raskaampaa. Kuivaa öljy kalsiumkloridilla tai muulla kuivausaineella ja laita se tislausta varten kiehuvaan kolviin. Kerätään fraktio, joka kiehuu ~228-235 °C:n lämpötilassa; tämä on safrolia. Pääasiallinen muu osa läpäisee alhaisemmissa lämpötiloissa ja koostuu pääasiassa pineenistä. Alhaisen paineen käyttäminen on erittäin suositeltavaa, koska öljykylpyä on vaikea säilyttää näin korkeassa lämpötilassa. Saanto pienenee myös korkeammissa lämpötiloissa safrolin tuhoutumisen vuoksi. Paineessa 10-11 mmHg safroli kiehuu 100-101 °C:ssa. Safroli eristetään kaupallisista öljyistä tislaamalla öljy samalla tavalla.

Miten höyrytislaus Sassafras eteerinen öljy

Safrolin varastointi

Safroli on säilytettävä tiiviisti suljetuissa, pimeissä astioissa, jotta se ei pääse hajoamaan valossa. Lisäksi viileässä ja kuivassa ympäristössä, mieluiten alle 25 °C:n lämpötilassa, säilytäminen auttaa ehkäisemään kemiallista hajoamista ja pidentämään säilyvyyttä. Asianmukaiset varastointikäytännöt varmistavat safrolin eheyden.

Päätelmät

Safroli on monipuolinen yhdiste, jolla on monenlaisia käyttötarkoituksia eri teollisuudenaloilla. Sillä on lääkinnällisiä ominaisuuksia, ja sitä käytetään perinteisessä kiinalaisessa lääketieteessä erilaisten vaivojen hoitoon. Safrolia säännellään kuitenkin myös sen mahdollisten terveysriskien ja sen käytön vuoksi MDMA:n valmistuksen lähtöaineena. On tärkeää noudattaa kaikkia lakisääteisiä ja turvallisuuteen liittyviä varotoimia, kun käsitellään safrolia, ja käyttää sitä vain sallittuihin tarkoituksiin.

Kirjallisuusluettelo

• Cardoso, João Miguel Pinheiro Pinto Burguete. Safrolin uuttaminen eteerisistä öljyistä ionisilla nesteillä. Diss. 2017. https://run.unl.pt/handle/10362/61276
• Nichols, David. "MDMA:n kemia". Ecstasy: The complete guide (2001): 39-53. https://books.google.bg/books?hl=ru&lr=&id=CUCcyklcO00C&oi=fnd&pg=PA39&dq=safrole+mdma&ots=2Ft8YGFxte&sig=uDWC2_R0KM5wNwbEPVyCI45oN1U&redir_esc=y#v=onepage&q=safrole%20mdma&f=false.
• Abel, G. "Safrole-Sassafras albidum". Kasvirohdosvalmisteiden haittavaikutukset (1997): 123-127. https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-3-642-60367-9_11
• Maia, J. G., et al. "Luonnollisen safrolin uudet lähteet". Perfumer and Flavorist 18 (1993): 19-19. https://img.perfumerflavorist.com/files/base/allured/all/document/2016/03/pf.9318.pdf
• https://en.wikipedia.org/wiki/Safrole
• https://bbgate.com/threads/mdp2p-pmk-total-synthesis-via-safrole.884/