Kamfora - Camphor
 (+)- i (-)-kamfora
|
|
|
|
| Nazwy | |
|---|---|
|
Nazwa IUPAC
1,7,7-trimetylobicyklo[2.2.1]heptan-2-on
|
|
| Inne nazwy
2-bornon; Bornan-2-on; 2-kamfanon; Formosa
|
|
| Identyfikatory | |
|
Model 3D ( JSmol )
|
|
| 3DMet | |
| 1907611 | |
| CZEBI | |
| CHEMBL | |
| ChemSpider | |
| DrugBank | |
| Karta informacyjna ECHA |
100.000.860 
|
| Numer WE | |
| 83275 | |
| KEGG | |
| Siatka | Kamfora |
|
Identyfikator klienta PubChem
|
|
| Numer RTECS | |
| UNII | |
| Numer ONZ | 2717 |
|
Pulpit nawigacyjny CompTox ( EPA )
|
|
|
|
|
|
| Nieruchomości | |
| C 10 H 16 O | |
| Masa cząsteczkowa | 152,237 g·mol -1 |
| Wygląd zewnętrzny | Białe, półprzezroczyste kryształy |
| Zapach | Pachnący i przenikliwy |
| Gęstość | 0,992 g·cm -3 |
| Temperatura topnienia | 175-177 ° C (347-351 ° F; 448-450 K) |
| Temperatura wrzenia | 209 ° C (408 ° F; 482 K) |
| 1,2 g·dm -3 | |
| Rozpuszczalność w acetonie | ~2500 g·dm -3 |
| Rozpuszczalność w kwasie octowym | ~2000 g·dm -3 |
| Rozpuszczalność w eterze dietylowym | ~2000 g·dm -3 |
| Rozpuszczalność w chloroformie | ~1000 g·dm -3 |
| Rozpuszczalność w etanolu | ~1000 g·dm -3 |
| log P | 2.089 |
| Ciśnienie pary | 4 mmHg (przy 70 °C) |
|
Rotacja chiralna ([α] D )
|
+44,1° |
| -103 × 10 -6 cm 3 /mol | |
| Farmakologia | |
| C01EB02 ( KTO ) | |
| Zagrożenia | |
| Piktogramy GHS |
  
|
| Hasło ostrzegawcze GHS | Ostrzeżenie |
| H228 , H302 , H332 , H371 | |
| P210 , P240 , P241 , P260 , P261 , P264 , P270 , P271 , P280 , P301+312 , P304+312 , P304+340 , P309+311 , P312 , P330 , P370+378 , P405 , P501 | |
| NFPA 704 (ognisty diament) | |
| Temperatura zapłonu | 54 ° C (129 ° F; 327 K) |
| 466 ° C (871 ° F; 739 K) | |
| Granice wybuchowości | 0,6-3,5% |
| Dawka lub stężenie śmiertelne (LD, LC): | |
|
LD 50 ( mediana dawki )
|
1310 mg/kg (doustnie, mysz) |
|
LD Lo ( najniższa opublikowana )
|
800 mg/kg (pies, doustnie) 2000 mg/kg (królik, doustnie) |
|
LC Lo ( najniższa opublikowana )
|
400 mg / m 3 (mysz, 3 godziny) |
| NIOSH (limity ekspozycji dla zdrowia w USA): | |
|
PEL (dopuszczalne)
|
TWA 2 mg/m 3 |
|
REL (zalecane)
|
TWA 2 mg/m 3 |
|
IDLH (Bezpośrednie niebezpieczeństwo)
|
200 mg / m 3 |
| Związki pokrewne | |
|
Powiązane ketony
|
Fenchone , Tujony |
|
Związki pokrewne
|
Kamfen , Pinen , borneol , izoborneol , kwas kamforosulfonowy |
|
O ile nie zaznaczono inaczej, dane podano dla materiałów w ich stanie standardowym (przy 25 °C [77 °F], 100 kPa). |
|
 zweryfikuj ( co to jest ?)
  |
|
| Referencje do infoboksu | |
Kamfory ( / K ® m f ər / ) jest woskowa , palny , przezroczyste ciało stałe o silnym zapachu . Jest terpenoidem o wzorze chemicznym C 10 H 16 O . Występuje w drewnie wawrzynu kamforowego ( Cinnamomum camphora ), dużego, wiecznie zielonego drzewa występującego w Azji Wschodniej ; oraz w pokrewnym drzewie kapur ( Dryobalanops sp. ), wysokim drzewie drzewnym z Azji Południowo-Wschodniej . Występuje również w kilku innych spokrewnionych drzewach z rodziny wawrzynowatych , w szczególności Ocotea usambarensis . Liście rozmarynu ( Rosmarinus officinalis ) zawierają od 0,05 do 0,5% kamfory, podczas gdy kamforowiec ( Heterotheca ) zawiera około 5%. Głównym źródłem kamfory w Azji jest bazylia kamforowa (rodzic afrykańskiej bazylii niebieskiej ). Kamforę można również wytwarzać syntetycznie z oleju terpentyny .
Cząsteczka ma dwa możliwe enancjomery, jak pokazano na schematach strukturalnych. Struktura po lewej stronie to naturalnie występująca (+)-kamfora ((1 R ,4 R )-bornan-2-on), natomiast jej lustrzane odbicie pokazane po prawej to (-)-kamfora ((1 S , 4 S ) -bornan-2-on).
Kamfora jest używana ze względu na swój zapach, jako płyn do balsamowania , jako lek miejscowy , jako środek chemiczny do produkcji oraz w ceremoniach religijnych.
Etymologia
W wywodzi słowo kamfora od francuskiego słowa camphre , sama z łaciny : camfora , z arabskiego : كافور , romanizowana : kāfūr , malajski : Kapur , z sanskrytu : कर्पुरम् , romanizowana : karpuram .
Kamfora była spalana jako ofiara dla bóstw hinduistycznych od czasów starożytnych i znana jest w Indiach jako „karpoora aarathi”.
W języku staromalajskim jest znany jako kapur Barus , co oznacza „kreda Barusa”. Barus był starożytnym portem położonym w pobliżu współczesnej Sibolgi na zachodnim wybrzeżu Sumatry. Port ten handlował kamforą pozyskiwaną z drzew kamforowych ( Cinnamonum camphora ), które były obfite w regionie. Już teraz Indonezyjczycy określają aromatyczne kulki naftalenowe i kulki na mole jako kapur Barus .
Produkcja
Kamfora była produkowana od wieków jako produkt leśny , skondensowana z oparów wydzielanych przez prażenie zrębków wyciętych z odpowiednich drzew, a następnie poprzez przepuszczanie pary przez sproszkowane drewno i kondensację oparów. Na początku XIX wieku większość zasobów drzew kamforowych została wyczerpana, a pozostałe duże drzewostany w Japonii i na Tajwanie z produkcją tajwańską znacznie przewyższającą Japonię. Kamfora była jednym z podstawowych surowców wydobywanych przez mocarstwa kolonialne Tajwanu, a także jednym z najbardziej lukratywnych. Najpierw Chińczycy, a potem Japończycy ustanowili monopole na kamforę tajwańską. W 1868 roku brytyjska marynarka wojenna wpłynęła do portu Anping, a miejscowy przedstawiciel Wielkiej Brytanii zażądał zniesienia monopolu chińskiej kamfory, po tym jak lokalny przedstawiciel Qing odmówił Brytyjczykom zbombardowania miasta i zajęcia portu. „Regulacje dotyczące kamfory” wynegocjowane między obiema stronami doprowadziły następnie do krótkiego końca monopolu kamfory. Kiedy jej zastosowanie w powstającym przemyśle chemicznym ( omówione poniżej ) znacznie zwiększyło wielkość popytu pod koniec XIX wieku, potencjał zmian w podaży i w cenie przestrzegane. w 1911 Robert Kennedy Duncan, chemika przemysłowego i pedagog, związany że japoński rząd miał niedawno (1907/08) starał się zmonopolizować produkcję naturalnego kamfory jako produkt lasów w Azji, ale że było zapobiec poprzez monopol opracowanie alternatyw totalnej syntezy , które rozpoczęło się w „czysto akademickiej i całkowicie niekomercyjnej” formie wraz z pierwszym raportem Gustava Komppy, „ale przypieczętowało los japońskiego monopolu […] Gdy tylko zostało zrealizowane, wzbudziło zainteresowanie nowa armia śledczych — chemicy przemysłowi. Urzędy patentowe na całym świecie wkrótce zapełniły się rzekomymi komercyjnymi syntezami kamfory, a z faworyzowanych procesów powstały firmy, aby je wykorzystać, powstały fabryki, a w niewiarygodnie krótkim czasie dwóch lat po jej akademickiej syntezie sztuczna kamfora, każda odrobina dobra jako produkt naturalny, weszła na rynki świata […]”. „… A jednak sztuczna kamfora nie wypiera – i nie może – wypierać produktu naturalnego w stopniu wystarczającym do zrujnowania przemysłu kamforowego. Jego jedyną obecną i prawdopodobną przyszłą funkcją jest ciągłe kontrolowanie monopolizacji, działanie jako koło balansowe regulujące ceny w rozsądnych granicach”. Ta ciągła kontrola wzrostu cen została potwierdzona w 1942 r. w monografii poświęconej historii firmy DuPont. , gdzie William S. Dutton powiedział: „Niezbędna w produkcji tworzyw sztucznych zawierających piroksylinę, naturalna kamfora importowana z Formozy i sprzedawana normalnie za około 50 centów za funt, osiągnęła wysoką cenę 3,75 USD w 1918 r. [w obliczu zakłóceń światowego handlu i dużego popytu na materiały wybuchowe którą stworzyła I wojna światowa ]. Chemicy organiczni z DuPont odpowiedzieli, syntetyzując kamforę z terpentyny z pni sosny południowej , w wyniku czego cena kamfory przemysłowej sprzedawanej w partiach samochodowych w 1939 r. wynosiła od 32 do 35 centów za funt”.
Tło syntezy Gustafa Komppy było następujące. W XIX wieku wiadomo było, że kwas azotowy utlenia kamforę do kwasu kamforowego . Haller i Blanc opublikowali półsyntezę kamfory z kwasu kamforowego. Choć pokazali jego strukturę, nie byli w stanie tego udowodnić. Pierwsza kompletna synteza kwasu kamforowego została opublikowana przez Komppa w 1903 roku. Jego wkładem był szczawian dietylu i kwas 3,3-dimetylopentanowy , które reagowały przez kondensację Claisena, dając kwas diketokamforowy. Metylacja jodkiem metylu i skomplikowana procedura redukcji dały kwas kamforowy. Niedługo później William Perkin opublikował kolejną syntezę. Wcześniej niektóre związki organiczne (takie jak mocznik ) były syntetyzowane w laboratorium jako dowód koncepcji , ale kamfora była rzadkim produktem naturalnym, a zapotrzebowanie na nią było na całym świecie. Komppa zdała sobie z tego sprawę. Zaczął produkcji przemysłowej kamfory w Tainionkoski , Finlandii , w 1907 roku (z dużą ilością konkurencji, jak Duncan Kennedy zgłaszane).
Kamforę można wytwarzać z alfa-pinenu , który jest bogaty w oleje drzew iglastych i może być destylowany z terpentyny wytwarzanej jako produkt uboczny roztwarzania chemicznego . Z kwasem octowym jako rozpuszczalnikiem i katalizą mocnym kwasem, alfa-pinen łatwo przekształca się w kamfen , który z kolei ulega przegrupowaniu Wagnera-Meerweina w kation izobornylu, który jest wychwytywany przez octan z wytworzeniem octanu izobornylu . Hydroliza do izoborneolu, a następnie utlenianie daje racemiczną kamforę. Natomiast kamfora występuje naturalnie jako D- kamfora , ( R ) -enancjomer .
Biosynteza
W biosyntezie kamfora jest wytwarzana z pirofosforanu geranylu poprzez cyklizację pirofosforanu linalilu do pirofosforanu bornylu , a następnie hydrolizę do borneolu i utlenianie do kamfory.
Reakcje
Typowe reakcje kamforowe to
- konwersja do izonitrozokamfory .
Kamforę można również zredukować do izoborneolu za pomocą borowodorku sodu .
W 1998 roku K. Chakrabarti i współpracownicy z Indyjskiego Stowarzyszenia na rzecz Kultywacji Nauki w Kalkucie przygotowali cienką warstwę diamentu, używając kamfory jako prekursora do chemicznego osadzania z fazy gazowej .
W 2007 roku z powodzeniem zsyntetyzowano nanorurki węglowe przy użyciu kamfory w procesie chemicznego osadzania z fazy gazowej .
Zastosowania fizyczne
Zdolność sublimacyjna kamfory daje jej kilka zastosowań.
Tworzywa sztuczne
Pierwszymi znaczącymi tworzywami sztucznymi wytworzonymi przez człowieka były tworzywa nitrocelulozowe (piroksylinowe) o niskiej zawartości azotu (lub „rozpuszczalne”) . W pierwszych dziesięcioleciach przemysłu tworzyw sztucznych kamforę stosowano w ogromnych ilościach jako plastyfikator tworzący celuloid z nitrocelulozy, w lakierach nitrocelulozowych oraz innych tworzywach i lakierach.
Środek odstraszający i konserwujący szkodniki
Uważa się, że kamfora jest toksyczna dla owadów i dlatego czasami jest używana jako repelent. Kamforę stosuje się jako alternatywę dla naftaliny . Kryształy kamfory są czasami używane do zapobiegania uszkodzeniom kolekcji owadów przez inne małe owady. Przechowywany jest w ubraniach używanych na specjalne okazje i festiwale, a także w kącikach szafek jako odstraszacz karaluchów. Dym z kryształu kamfory lub kadzidełek kamforowych może być używany jako przyjazny dla środowiska środek odstraszający komary.
Ostatnie badania wykazały, że olejek eteryczny z kamfory może być stosowany jako skuteczny fumigant przeciwko mrówkom ognistym, ponieważ wpływa on na zachowanie podczas atakowania, wspinania się i karmienia głównych i mniejszych pracowników.
Kamfora jest również stosowana jako substancja przeciwdrobnoustrojowa . W balsamowaniu olejek kamforowy był jednym ze składników używanych przez starożytnych Egipcjan do mumifikacji .
Stałe kamfora uwalnia opary, które tworzą rdzę powłokę -preventative i dlatego jest przechowywane w skrzyniach narzędziowych, aby chronić narzędzia przed rdzą.
Perfumy
W starożytnym świecie arabskim kamfora była powszechnym składnikiem perfum. Chińczycy nazywali najlepszą kamforę „perfumą smoczego mózgu” ze względu na jej „ostry i złowrogi aromat” oraz „wieki niepewności co do jej pochodzenia i sposobu pochodzenia”.
Zastosowania kulinarne
Jeden z najwcześniejszych znanych przepisów na lody z czasów dynastii Tang zawiera kamforę jako składnik. Był używany do aromatyzowania chleba na zakwasie w starożytnym Egipcie. W starożytnej i średniowiecznej Europie kamforę stosowano jako składnik słodyczy . Był używany w szerokiej gamie zarówno pikantnych, jak i słodkich potraw w średniowiecznych książkach kucharskich języka arabskiego , takich jak al-Kitab al-Ṭabikh skompilowany przez ibn Sayyâra al-Warrâqa w X wieku. Był on również używany w słodkich i pikantnych potrawach w Ni'matnama , zgodnie z księgą napisaną pod koniec XV wieku dla sułtanów Mandu .
Zastosowania lecznicze
Kamfora jest powszechnie stosowana jako lek miejscowy jako krem lub maść do skóry, aby złagodzić swędzenie po ukąszeniach owadów, niewielkie podrażnienie skóry lub ból stawów. Wchłania się w naskórek skóry , gdzie stymuluje zakończenia nerwowe wrażliwe na ciepło i zimno, dając uczucie ciepła przy energicznym zastosowaniu lub chłodu przy delikatnym nałożeniu. Oddziaływanie na zakończenia nerwowe powoduje również lekką miejscową analgezję.
Kamfora jest również używana jako aerozol , zwykle przez inhalację parową , w celu zahamowania kaszlu i złagodzenia przekrwienia górnych dróg oddechowych z powodu przeziębienia .
W dużych dawkach kamfora powoduje objawy drażliwości, dezorientacji , letargu , skurczów mięśni , wymiotów , skurczów brzucha, konwulsji i drgawek . Dawki śmiertelne u dorosłych mieszczą się w zakresie 50–500 mg/kg (doustnie). Ogólnie dwa gramy powodują poważną toksyczność, a cztery gramy są potencjalnie śmiertelne.
Kamfora ma ograniczone zastosowanie w weterynarii jako stymulator układu oddechowego dla koni.
Kamforę wykorzystał Ladislas J. Meduna do wywoływania drgawek u pacjentów ze schizofrenią.
Medycyna tradycyjna
Kamfora była stosowana w medycynie tradycyjnej od wieków, prawdopodobnie najczęściej jako środek zmniejszający przekrwienie. Kamfora była używana w starożytnej Sumatrze do leczenia skręceń, obrzęków i stanów zapalnych. Kamfora była również używana od wieków w tradycyjnej medycynie chińskiej do różnych celów.
Kamfora była używana w średniowiecznej medycynie arabskiej, na przykład w relacji Usāmy ibn Munqiḏ, lekarz Ibn Buṭlān nakazuje kobiecie, która cierpi na chłód głowy i nosi z tego powodu wiele zasłon, zaopatrzenie się w kamforę od perfumiarza i umieszczenie jej pod nią welony. Wraca po tym, skarżąc się na gorąco w głowie. Ibn Buṭlān instruuje ją, by zdjęła wiele welonów. Po usunięciu wszystkich z wyjątkiem jednego czuje się dobrze, a jej dolegliwość zostaje wyleczona.
Jest również używany w Indiach od czasów starożytnych.
Farmakologia
Kamfora jest środkiem parasympatykolitycznym , który działa jako niekonkurencyjny antagonista nikotynowy w nAChR .
Religia
Hinduskie ceremonie religijne
Kamfora jest szeroko stosowana w hinduskich ceremoniach religijnych. Jest on umieszczony na stojaku zwanym „karpur dāni” w Indiach . Aarti wykonuje się po podpaleniu go, zwykle jako ostatni krok pudży .
Zobacz też
Bibliografia
Zewnętrzne linki
- INCHEM w IPCS (Międzynarodowy Program Bezpieczeństwa Chemicznego)
- Kieszonkowy przewodnik NIOSH po zagrożeniach chemicznych — kamfora w centrach kontroli i zapobiegania chorobom