Acido gentisico

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Acido gentisico
Nome IUPAC
acido 2,5 diidrossibenzoico
Caratteristiche generali
Formula bruta o molecolareC7H6O4
Massa molecolare (u)154,12
Numero CAS490-79-9
Numero EINECS207-718-5
PubChem3469
SMILES
C1=CC(=C(C=C1O)C(=O)O)O
Indicazioni di sicurezza
Simboli di rischio chimico
pericolo
Frasi H302-315-319-335
Consigli P261-305 + 351 + 338
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L'acido gentisico o acido 2,5 diidrossibenzoico è un acido fenolico. La struttura è costituita da un anello benzenico con un gruppo carbossilico (-COOH), come nell'acido benzoico, e due gruppi idrossilici (-OH) come sostituenti in posizione 2 e 5.

Isolato nelle radici di Genziana lutea da cui prende il nome, l'acido gentisico è un metabolita attivo della degradazione dell'acido salicilico[1] e possiede un ampio spettro di attività biologica. Oltre ad essere un agente analgesico, antinfiammatorio, antiossidante, antireumatico, antiartritico e citostatico[2][3][4][5][6][7][8], l'acido gentisico inibirebbe l'ossidazione delle lipoproteine a bassa densità nel plasma umano.[9] Uno studio ha dimostrato che l'acido gentisico è un inibitore del fattore di crescita dei fibroblasti.[10] Come principio attivo farmaceutico è registrato dall'OMS con nome non proprietario: Gentisic acid.[11][12] L'attività antiossidante e le proprietà radioprotettive dell'acido gentisico sono esercitate dal suo gruppo fenossile. Viene anche utilizzato nei cosmetici, con nome INCI: 2,5-DIHYDROXYBENZOIC ACID, come agente sbiancante per la pelle per il trattamento dei disturbi della pigmentazione influenzando la sintesi della melanina attraverso l'inibizione dell'attività della tirosinasi melanosomiale.[13] L'acido gentisico è anche un biomarcatore del carcinoma a cellule renali.

L'acido gentisico è un comune metabolita secondario nelle piante e può essere rilevato in sangue, feci, urina dell'uomo oltre ad essere un prodotto minore (1%) della degradazione metabolica dell'aspirina.[9]

Occorrenza in natura

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La presenza dell'acido gentisico in varie piante viene considerata una risposta, assieme all'acido salicilico, ad attacchi da parte di agenti patogeni. Con altri acidi fenolici l'acido gentisico rientrerebbe nel complesso sistema di difesa dei vegetali. Nel citosol l'acido gentisico, assieme all'acido 2,3 diidrossibenzoico, è un prodotto del metabolismo dell'acido salicilico. Come tutti gli acidi fenolici nelle cellule vegetali l'acido gentisico influenza la respirazione mitocondriale. In vari esperimenti, solo l'acido gentisico rispetto ad altri acidi fenolici, ha aumentato il tasso di riduzione del citocromo c e ha generato una perdita di integrità della membrana esterna.[9][14][15][10]

L'acido gentisico è tra i più diffusi acidi aromatici nel mondo vegetale, identificato in Poaceae (graminacee), Fabaceae (es. Glycine max), Cucurbitaceae, Euphorbiaceae, Sterculiaceae (es.Theobroma cacao), ecc.[16]

Si trova e si presume sia uno degli attivi degli estratti medicinali di alcune piante[17] come: Gentiana lutea, Alchornea cordifolia, Hibiscus rosa-sinensis, Salix scc.[18][19][20][7]

È stato trovato anche in alcune alghe ed in varie specie di funghi del genere: Pleurotus, Lactarius, Macrolepiota, Termitomyces, Russula, Agaricus, Cantharellus, ecc.

L'acido gentisico è stato rilevato anche in numerosi frutti commestibili.

Concentrazione di acido gentisico, suoi esteri e glucosidi in frutti edibili
fonte concentrazione
Mela 2 µmol/Kg[21]
Mirtilli 150 µmol/Kg[22]
More 135 µmol/Kg[21]
Uva ursina 1,3 µmol/Kg[23]
Ribes, nero 75-155 µmol/Kg[21][22]
Uva spina 42 µmol/Kg[21]
Uva, bianca 2,9 µmol/Kg[21]
Caprifoglio 150 µmol/Kg[22]
Bacche di pero corvino, amelanchier 220 µmol/Kg[22]
Kiwi, Actinidia Kolomikta 27.610 µmol/Kg[24]
Gelsi, neri 112 µmol/Kg[22]
Pera 2,5 µmol/Kg[21]
Fragola 118 µmol/Kg[21]

L'acido gentisico è stato rilevato anche in vino rosso (3 µmol/L), vino bianco (1 µmol / L) e birra (2 µmol / L).[25][26]

Produzione

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L'acido gentisico è prodotto dalla carbossilazione dell'idrochinone.

C 6 H 4 (OH) 2 + CO 2 → C 6 H 3 (CO 2 H) (OH) 2

Questa conversione è un esempio di una reazione di Kolbe-Schmitt. Storicamente, l'acido gentisico veniva prodotto dall'acido 5-bromosalicilico fondendolo con idrossido di sodio.

Inoltre, Ferdinand Tiemann riuscì nel 1881 fondendo idrossido di potassio con gentisinaldeide, che era prodotta da idrochinone e cloroformio in presenza di soluzione di idrossido di sodio.

Acido gentisico è prodotto dalla carbossilazione di idrochinone utilizzando la reazione Kolbe-Schmitt.

La sintesi è possibile anche a pressione atmosferica facendo bollire l'idrochinone con tetracloruro di carbonio e polvere di rame. Il tetracloruro di carbonio è redox equivalente all'anidride carbonica.

L'ossidazione dell'acido salicilico con il persolfato di potassio produce acido gentisico in presenza di solfato di ferro (persolfato di Elbs).

In alternativa, il composto può essere sintetizzato dall'acido salicilico tramite l'ossidazione del persolfato di Elbs.

Reazioni

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La bromurazione diretta dell'acido gentisico produce acido 3-bromodisico. Un eccesso di bromo conduce alla eliminazione del gruppo carbossilico, con conseguente bromanil (2,3,5,6-tetrabromo-1,4-benzochinone). Quando l'acido bromogenetico viene riscaldato a 160 °C in presenza di acqua, si forma bromoidrochinone.

L'acetilazione con anidride acetica produce acido diacetilgentisico, che fonde a 118–119 °C. Con il diazometano si può stabilire il metilestere. La nitrazione diretta dell'acido gentisico è possibile solo con basse rese con acido nitrico molto diluito, avviene principalmente un'ossidazione con formazione di acido ossalico. Anche la nitrazione diretta del derivato diacetilico fallisce. Tuttavia, l'acido 3-nitrogentisico può essere sintetizzato tramite l'estere metilico dell'acido diacetilgentisico. La riduzione con stagno (II) cloruro e acido cloridrico trasforma l'acido 3-nitrogentisico in acido 3-amminogentisico.

Come la maggior parte dei derivati dell'idrochinone, l'acido gentisico può essere facilmente ossidato.

In presenza dell'enzima gentisato 1,2-diossigenasi, l'acido gentisico reagisce con l'ossigeno per dare maleilpiruvato:[27]

Applicazioni

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Il gentisato di zinco e di manganese possono essere usati come catalizzatori per la formazione del poliestere.

In laboratorio, viene utilizzato come matrice campione nella spettrometria di massa di desorbimento / ionizzazione laser assistita da matrice (MALDI), ed è stato dimostrato che rileva convenientemente peptidi che incorporano la frazione di acido boronico mediante MALDI.

L'acido gentisico è utilizzato come intermedio nella produzione di prodotti farmaceutici (in particolare analgesici e farmaci antinfiammatori) e altri composti organici.

L'acido gentisico viene facilmente ossidato e viene utilizzato come eccipiente antiossidante in alcune preparazioni farmaceutiche.

L'acido gentisico, come l'acido salicilico, inibisce la formazione di prostaglandine in risposta ai lipopolisaccaridi, presumibilmente tramite l'inibizione dell'attività della COX.[28] ed è stato utilizzato come farmaco antinfiammatorio.

Il gentisato di sodio è usato come farmaco contro la febbre reumatica.[29] L'acido 2-aminogentisico ha proprietà antibiotiche contro i batteri gram-positivi e gram-negativi.

Note

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  1. ^ (EN) Ragai K. Ibrahim e G. H. N. Towers, Conversion of Salicylic Acid to Gentisic Acid and o -Pyrocatechuic Acid, all Labelled with Carbon-14, in Plants, in Nature, vol. 184, n. 4701, 1959-12, pp. 1803-1803, DOI:10.1038/1841803a0. URL consultato il 12 marzo 2021.
  2. ^ Shahriar Khadem e Robin J. Marles, Monocyclic Phenolic Acids; Hydroxy- and Polyhydroxybenzoic Acids: Occurrence and Recent Bioactivity Studies, in Molecules, vol. 15, n. 11, 8 novembre 2010, pp. 7985-8005, DOI:10.3390/molecules15117985. URL consultato l'11 marzo 2021.
  3. ^ (EN) J. F. Cunha, F. D. Campestrini e J. B. Calixto, The mechanism of gentisic acid-induced relaxation of the guinea pig isolated trachea: the role of potassium channels and vasoactive intestinal peptide receptors, in Brazilian Journal of Medical and Biological Research, vol. 34, n. 3, 2001-03, pp. 381-388, DOI:10.1590/S0100-879X2001000300013. URL consultato il 12 marzo 2021.
  4. ^ Flavia Maria Lima Cavalcante, Igor Vivian Almeida e Elisângela Düsman, Cytotoxicity, mutagenicity, and antimutagenicity of the gentisic acid on HTC cells, in Drug and Chemical Toxicology, vol. 41, n. 2, 3 aprile 2018, pp. 155-161, DOI:10.1080/01480545.2017.1322606. URL consultato il 12 marzo 2021.
  5. ^ Ravi Joshi, R. Gangabhagirathi e S. Venu, Antioxidant activity and free radical scavenging reactions of gentisic acid:in-vitroand pulse radiolysis studies, in Free Radical Research, vol. 46, n. 1, 14 novembre 2011, pp. 11-20, DOI:10.3109/10715762.2011.633518. URL consultato il 12 marzo 2021.
  6. ^ Steven Mink, Subir K. Roy Chowdhury e Jose Gotes, Gentisic acid sodium salt, a phenolic compound, is superior to norepinephrine in reversing cardiovascular collapse, hepatic mitochondrial dysfunction and lactic acidemia in Pseudomonas aeruginosa septic shock in dogs, in Intensive Care Medicine Experimental, vol. 4, n. 1, 26 luglio 2016, DOI:10.1186/s40635-016-0095-0. URL consultato il 12 marzo 2021.
  7. ^ a b Minho Kim, JaeGoo Kim e Yu-Kyong Shin, Gentisic Acid Stimulates Keratinocyte Proliferation through ERK1/2 Phosphorylation, in International Journal of Medical Sciences, vol. 17, n. 5, 24 febbraio 2020, pp. 626-631, DOI:10.7150/ijms.36484. URL consultato il 12 marzo 2021.
  8. ^ Bernhard HJ Juurlink, Haya J Azouz e Alaa MZ Aldalati, Hydroxybenzoic acid isomers and the cardiovascular system, in Nutrition Journal, vol. 13, 19 giugno 2014, p. 63, DOI:10.1186/1475-2891-13-63. URL consultato il 10 marzo 2021.
  9. ^ a b c Keiko Ashidate, Mitsunobu Kawamura e Daigo Mimura, Gentisic acid, an aspirin metabolite, inhibits oxidation of low-density lipoprotein and the formation of cholesterol ester hydroperoxides in human plasma, in European Journal of Pharmacology, vol. 513, n. 3, 25 aprile 2005, pp. 173-179, DOI:10.1016/j.ejphar.2005.03.012. URL consultato l'11 marzo 2021.
  10. ^ a b Israel S. Fernández, Pedro Cuevas e Javier Angulo, Gentisic acid, a compound associated with plant defense and a metabolite of aspirin, heads a new class of in vivo fibroblast growth factor inhibitors, in The Journal of Biological Chemistry, vol. 285, n. 15, 9 aprile 2010, pp. 11714-11729, DOI:10.1074/jbc.M109.064618. URL consultato l'11 marzo 2021.
  11. ^ WHO | Lists of Recommended and Proposed INNs, su WHO. URL consultato l'11 marzo 2021.
  12. ^ (EN) Michael Chambers, ChemIDplus - 490-79-9 - WXTMDXOMEHJXQO-UHFFFAOYSA-N - Gentisic acid [INN] - Similar structures search, synonyms, formulas, resource links, and other chemical information., su chem.nlm.nih.gov. URL consultato l'11 marzo 2021.
  13. ^ E. V. Curto, C. Kwong e H. Hermersdörfer, Inhibitors of mammalian melanocyte tyrosinase: in vitro comparisons of alkyl esters of gentisic acid with other putative inhibitors, in Biochemical Pharmacology, vol. 57, n. 6, 15 marzo 1999, pp. 663-672, DOI:10.1016/s0006-2952(98)00340-2. URL consultato il 12 marzo 2021.
  14. ^ Rogério Marchiosi, Wanderley Dantas dos Santos e Rodrigo Polimeni Constantin, Biosynthesis and metabolic actions of simple phenolic acids in plants, in Phytochemistry Reviews, vol. 19, n. 4, 7 giugno 2020, pp. 865-906, DOI:10.1007/s11101-020-09689-2. URL consultato l'11 marzo 2021.
  15. ^ (EN) Farshad Abedi, Bibi Marjan Razavi e Hossein Hosseinzadeh, A review on gentisic acid as a plant derived phenolic acid and metabolite of aspirin: Comprehensive pharmacology, toxicology, and some pharmaceutical aspects, in Phytotherapy Research, vol. 34, n. 4, 2020, pp. 729-741, DOI:10.1002/ptr.6573. URL consultato l'11 marzo 2021.
  16. ^ (EN) L. A. Griffiths, On the Distribution of Gentisic Acid in Green Plants, in Journal of Experimental Botany, vol. 10, n. 3, 1º gennaio 1959, pp. 437-442, DOI:10.1093/jxb/10.3.437. URL consultato il 10 marzo 2021.
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Voci correlate

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Altri progetti

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