トリゴネリン 化学特性,用途語,生産方法
性質
トリゴネリンは熱に弱く、200℃を超えると分解してしまいます。トリゴネリンの機能を維持するためには、200℃以下で加熱するか、加熱前にトリゴネリンを抽出して、加熱後に戻す作業が必要です。
加熱によりトリゴネリンは、ニコチン酸に変化します。この物質はタバコに含まれるニコチンとは種類が異なり、脳のエネルギー代謝を促進し、コレステロールを低減する効果があります。
ニコチン酸はビタミンB3の1種で、糖質や脂質がエネルギーに代わるのをサポートします。なお、トリゴネンは一分子内にプラスとマイナスの両荷電を持つ、ベタイン構造を有します。
一水和物の融点は218°Cで融解と共に分解します。常温で固体です。水に非常によく溶け、アルコールにも可溶、エーテル、ベンゼン、クロロホルムなどの有機溶剤にはほとんど溶けません。
解説
1-methylpyridinium-3-carboxylate．C7H7NO2(137.14)．ピリジンアルカロイドの一つ．トリゴネリンは，マメ科Trigonella foenumgraecumの種子，コーヒー豆，エンドウ，キョウチクトウ科Strophanthusの種子，クワ科アサCannabis sativaの種子，ウニ，クラゲなどに広く分布している．融点230～233 ℃(一水和物)．水，アルコール類に可溶，エーテルに不溶．LD50 (一水和物)5.0 g/kg(ラット，皮下)．森北出版「化学辞典（第2版）
合成
トリゴネリンは、オシロイバナの種子やコーヒー豆に多く含まれています。マメ科植物のフェヌグリークから最初に単離されました。
植物体内では、ニコチン酸-N-メチルトランスフェラーゼ (EC番号 2.1.1.7) により、ニコチン酸 (英: nicotinic acid) から生合成されます。工業的には、ニコチン酸を酸化銀存在下、ヨウ化メチルと共に加熱することで合成できます。
また、トリゴネリンは、水やアルコール類の溶媒から再結晶によって精製することが可能です。
説明
Trigonelline is a bitter alkaloid in coffee which serves to produce important aroma compounds. In terms of concentration trigonelline is higher for arabica than robusta and ranges from about 0.6-1.3% and 0.3-0.9%, respectively.
Trigonelline, the N-methylpyridinium-3-carboxylate, is, after caffeine, the second most important alkaloid of coffee, with about 1% of the green bean. During leaf development, it is synthesized in the leaves and in the fruits' pericarp and accumulated in the seeds. The direct precursors are nicotinic acid and nicotine amide, deriving from the pyridine nucleotide cycle.
Trigonelline is a plant hormone that has diverse regulatory functions with respect to plant cell cycle regulation, nodulation, and oxidative stress, and in helping survival and growth of the plant. It is found in significant quantity in many plants like coffee beans and fenugreek seed. Because it was first isolated from the fenugreek seeds (Trigonella foenum-graecum), the name assigned to it has been “trigonelline.” The chemical formula for trigonelline is C7H7NO2. It is a methylation product of niacin (vitamin B3), and thus is also known as “methylated niacin.” At higher temperatures, trigonelline breaks down to niacin. In addition to trigonelline, fenugreek seeds contain other alkaloids such as gentianine and carpaine.
化学的特性
White solid
使用
antihyperglycemic.
Trigonelline is an inhibitor which, like abscicic acid, accumulates in plant cells when the plant becomes dormant or is exposed to stress. This natural inhibitor is chemically related to glycine betaine. It has been found in dormant winter buds of Populus trichocarpa * deltoides trees in the field as well as in salt-stressed micropropagules thereof. Some trigonelline also occurred in non-stressed micropropagules, probably as the result of bioconversion of niacin taken up from the nutrient medium (Bray et al. 1988). Trigonelline preferentially promotes arrest in G2 of the cell cycle and appears to have a growth controlling function during seed germination (Evans and Tramontano 1981).
定義
ChEBI: An iminium betaine that is the conjugate base of N-methylnicotinic acid, arising from deprotonation of the carboxy group.
生合成
Trigonelline is synthesized by the methylation of nicotinic acid. This reaction is catalyzed by Sadenosyl-L-methionine (SAM) dependent nicotinate N-methyltransferase (EC 2.1.1.7), which is found in crude extracts of the pea. This enzyme has now been purified from heterotrophic cultured cells and leaves of Glycine max. The Km values for nicotinate and SAM were 78 μM and 55 μM, respectively in the enzyme derived from cultured cells, and 12.5 μM and 31 μM in leaves. The optimum pH of the cultured cell enzyme is alkaline (8.0), but that of the leaf enzyme is acidic (6.5). The gene encoding trigonelline synthase has not yet been cloned from any organism.
保管方法
2. 取り扱い及び保管上の注意
トリゴネリンは、加熱して分解すると有害な窒素酸化物 (NOx) の蒸気を発生させます。蒸気を直接吸い込まないよう、局所排気装置であるドラフトチャンバー内で使用することが大切です。火災が生じた場合は、水噴霧、ドライケミカル、フォーム、二酸化炭素の消火器を使用します。
皮膚刺激性があるため、皮膚に付着しないよう注意が必要です。使用時は必ず白衣や作業着などの保護衣や保護手袋を着用します。保護衣の袖は決して捲らず、皮膚が暴露しないようにします。万が一皮膚に付着した場合は、石けんと大量の水で洗い流すことが重要です。痛みなどの症状が続く場合は、医師の診療を受けることをおすすめします。
また、眼に対して強い刺激性を持ちます。重篤な損傷を起こす可能性があるので、使用時は必ず保護メガネまたはゴーグルの着用が重要です。万が一眼に入った場合は、水で数分間注意深く洗います。コンタクトを着用している場合で簡単に外せるときは外し、しっかり洗浄します。
なお、保管する際は容器を密閉し、直射日光を避け、涼しく換気の良い場所で保管します。4℃程度での保管が望ましいです。
使用用途
トリゴネリンは、抗糖尿病効果や抗酸化効果、抗炎症効果および神経保護効果など、さまざまな効果を持ちます。トリゴネリンを主成分の1つに持つ植物のフェヌグリークは、中国の伝統的なハーブやインドの香辛料として知られ、古くから糖尿病や咳、母乳分泌の増加、抗炎症作用などに使われていました。
現在では、認知症やアルツハイマーの改善効果が高い物質として注目されています。また、血管内で一酸化窒素を発生させることで、血管を収縮や拡張を促進してしなやかな血管を維持することが可能です。動脈硬化による心筋梗塞や脳梗塞を予防する物質としても、注目されています。
純化方法
Crystallise trigonelline (as monohydrate) from aqueous EtOH, then dry it at 100o. It also crystallises from H2O as the monohydrate with m 230-233o(dec). It has been crystallised from EtOH with m 214-215o(dec). The picrate crystallises from EtOH with m 204-206o. [Green & Tong J Am Chem Soc 78 4896 1956, Kosower & Patton J Org Chem 26 1319 1961, Beilstein 22 III/IV 462, 22/2 V 143.]
参考文献
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Thoms., ibid, 31,271,404 (1891)
Schultz, Frankfurt., ibid, 27,709 (1894)
Gorter., Annalen, 372,237 (1910)
Schultz, Trier., Zeit. physiol. Chem., 76,258 (1912)
Holtz, Kutscher, Theilmann., Zeit. Bioi., 8, 57 (1924)
Rimington., Onderstepoort J., 5, 81 (1935)
Pharmacology :
Ackermann., Zeit. Bioi., 59, 17 (1912)
Volmer, Furst., Bull. Acad. Med., 122,241 (1939)
トリゴネリン 上流と下流の製品情報
原材料
準備製品