O Safrole

Wprowadzenie

Safrol jest naturalnym związkiem organicznym występującym w korzeniach, korze i owocach niektórych roślin. Jest szeroko stosowany w różnych gałęziach przemysłu, w tym w przemyśle spożywczym, zapachowym i farmaceutycznym. Jednak ze względu na potencjalne zagrożenia dla zdrowia i ograniczenia regulacyjne, safrol stał się w ostatnich latach substancją kontrowersyjną. Niniejszy przewodnik zawiera kompleksowy przegląd safrolu, jego właściwości, zastosowań, syntezy, metod ekstrakcji i statusu prawnego.

Olej safrolowy

Informacje ogólne o safrolu

Safrol to naturalny związek organiczny należący do klasy allilobenzenów. Występuje w korzeniach, korze i owocach niektórych roślin, w tym sasafrasu, cynamonu, gałki muszkatołowej i kamfory. Safrol jest znany ze swojego słodkiego, korzennego i drzewnego zapachu, co czyni go popularnym środkiem aromatyzującym w żywności i napojach. Stosowany jest w szczególności jako kluczowy składnik sassafras root beer, tradycyjnego amerykańskiego napoju.

Oprócz zastosowania w przemyśle spożywczym, safrol jest również szeroko stosowany w perfumach, mydłach i kosmetykach jako wzmacniacz zapachu. Ma silny profil aromatyczny i może być mieszany z innymi naturalnymi olejkami w celu stworzenia unikalnych i złożonych zapachów. Oprócz zastosowania w zapachach, safrol ma właściwości lecznicze i jest stosowany w tradycyjnej medycynie chińskiej w leczeniu reumatyzmu, zapalenia stawów i innych dolegliwości.

Safrol jest również prekursorem w syntezie MDMA, popularnego narkotyku rekreacyjnego. Proces przekształcania safrolu w MDMA obejmuje kilka reakcji chemicznych i wymaga specjalistycznej wiedzy i sprzętu. Ze względu na jego zastosowanie jako prekursora w nielegalnej produkcji narkotyków, safrol jest substancją regulowaną w wielu krajach.

Droga syntezy z safrolu do MDMA poprzez MDP2P

Właściwości chemiczne i fizyczne safrolu

Safrol to bezbarwna do żółtawej oleista ciecz o słodkim, korzennym i drzewnym zapachu. Należy do rodziny związków allilobenzenowych, która obejmuje również eugenol, estragol i anetol. Safrol ma wzór cząsteczkowy _C10H10O2 i masę cząsteczkową 162,19 g/mol. Jego temperatura wrzenia wynosi 232°C, a temperatura topnienia 11,2°C. Safrol jest wysoce reaktywnym związkiem ze względu na nienasycenie łańcucha allilowego i może łatwo ulegać reakcjom chemicznym, tworząc różne pochodne, w tym izosafrol i 3,4-metylenodioksyfenylopropan-2-on.

Wzór safrolu

Safrol jest rozpuszczalny w alkoholu, eterze i chloroformie, ale jest nierozpuszczalny w wodzie. Rozpuszczalność safrolu w wodzie wynosi mniej niż 0,01 g/100 ml w temperaturze 25°C. Niska rozpuszczalność safrolu w wodzie wynika z hydrofobowego charakteru jego cząsteczki, w której dominuje niepolarny łańcuch allilowy. Polarność safrolu wynika przede wszystkim z obecności atomu tlenu w jego cząsteczce, co nadaje mu moment dipolowy 2,6 Debye'a.

Safrol może tworzyć wiązania wodorowe z cząsteczkami wody, ale siła tych oddziaływań jest słabsza niż oddziaływań między cząsteczkami wody. Dlatego rozpuszczalność safrolu w wodzie jest ograniczona do zaledwie kilku części na milion. Rozpuszczalność safrolu w rozpuszczalnikach organicznych jest wyższa.

Synteza safrolu

Najpopularniejszą syntetyczną metodą produkcji safrolu jest trzyetapowa synteza z katecholu. Szlak ten obejmuje konwersję katecholu (1) do 1,3-benzodioksolu (2), a następnie bromowanie do 5-bromo-1,3-benzodioksolu (3) i alkilowanie za pomocą odczynnika Grignarda do końcowego safrolu (4).

Synteza safrolu z katecholu

Metoda ekstrakcji safrolu

Olejek Ocotea cymbarum pozyskiwany jest z drewna Ocotea pretiosa, które występuje w Ameryce Południowej (głównie w Brazylii, Paragwaju i Kolumbii). Samo drewno składa się z 1% oleju wagowo, co może nie wydawać się dużo, dopóki nie weźmie się pod uwagę faktu, że łatwo jest wyciąć tysiąc funtów drzewa. Dzięki starannej destylacji wiórów drzewnych z parą wodną, produkowany olej zawiera nie mniej niż 90% safrolu. Olejek ten może nie być oznaczony jako taki w sklepach ze zdrową żywnością, ale czasami jest używany jako zamiennik olejku sasafrasowego, ponieważ nie można go od niego odróżnić bez badań laboratoryjnych. Duzi dystrybutorzy substancji zapachowych i aromatyzujących mogą mieć w swoim katalogu olejek Ocotea cymbarum. Mogą oferować go zarówno w funtach, jak i kilogramach, a ich ceny są bezkonkurencyjne. Z drugiej strony, sklepy ze zdrową żywnością zwykle sprzedają go w małych uncjowych butelkach po znacznie wyższej cenie.

Ocotea Cymbarum

Uzyskanie oleju sasafrasowego z kory korzeni jest proste. Trudnym elementem jest ustalenie, jak odróżnić drzewo, a następnie wydobycie korzeni. Najwygodniejszym sposobem na opanowanie rozróżniania drzewa jest zwiedzanie ogrodu botanicznego. Liście rozgałęziają się na łodydze i mają trzy charakterystyczne kształty. Zazwyczaj drzewo może mieć wszystkie trzy kształty liści. Mają one około 3" długości i 1 1/2-4" szerokości. Gdy drzewo zostanie zauważone, należy odkopać korzenie. Oczyść je i usuń całą korę. Olejek można teraz destylować z parą wodną ze skrawków kory korzenia. Gdy para przechodzi przez korzenie, wydobywa olej poprzez destylację azeotropową, a olej i woda skraplają się w kondensatorze. Olej i woda są następnie zbierane do odpowiedniej wielkości pojemników. Olej można zaobserwować jako małe krople w skraplającej się wodzie. Gdy nie widać już kropli, cały olej został wyekstrahowany.

Liście Ocotea Cymbarum

Oddziel olej od wody, spuszczając nadmiar wody, a następnie wlewając resztę do lejka rozdzielającego, aby oddzielić olej od pozostałej wody. Olej jest cięższy od wody. Wysuszyć olej za pomocą chlorku wapnia lub innego środka suszącego i umieścić we wrzącej kolbie do destylacji. Zebrać frakcję wrzącą w temperaturze ~228-235°C, jest to safrol. Pozostała część przechodzi w niższych temperaturach i składa się głównie z pinenów. Zaleca się stosowanie obniżonego ciśnienia, ponieważ trudno jest utrzymać kąpiel olejową w tak wysokiej temperaturze. Wydajność będzie również zmniejszona w wyższych temperaturach z powodu zniszczenia safrolu. Przy ciśnieniu 10-11 mmHg safrol wrze w temperaturze 100-101°C. Safrol można wyizolować z komercyjnych olejów poprzez podobną destylację oleju.

Jak destylować z parą wodną olejek eteryczny Sassafras

Przechowywanie safrolu

Safrol powinien być przechowywany w szczelnie zamkniętych, ciemnych pojemnikach, aby chronić go przed degradacją pod wpływem światła. Ponadto utrzymywanie chłodnego i suchego środowiska, najlepiej w temperaturze poniżej 25°C, pomaga zapobiegać rozkładowi chemicznemu i przedłuża okres przydatności do spożycia. Właściwe praktyki przechowywania zapewniają integralność safrolu.

Podsumowanie

Safrol jest wszechstronnym związkiem o szerokim zakresie zastosowań w różnych gałęziach przemysłu. Ma właściwości lecznicze i jest stosowany w tradycyjnej medycynie chińskiej do leczenia różnych dolegliwości. Jednak safrol jest również substancją regulowaną ze względu na potencjalne zagrożenia dla zdrowia i jego zastosowanie jako prekursora w produkcji MDMA. Ważne jest, aby przestrzegać wszystkich środków prawnych i bezpieczeństwa podczas obchodzenia się z safrolem i używać go wyłącznie do dozwolonych celów.

Bibliografia

• Cardoso, João Miguel Pinheiro Pinto Burguete. Ekstrakcja safrolu z olejków eterycznych za pomocą cieczy jonowych. Diss. 2017. https://run.unl.pt/handle/10362/61276
• Nichols, David. "Chemia MDMA." 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." Adverse effects of herbal drugs (1997): 123-127. https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-3-642-60367-9_11
• Maia, J. G., et al. "Nowe źródła naturalnego safrolu." 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/