El acetato de cinamilo (acetato de 3-fenilprop-2-enilo) es un compuesto químico de la familia de los ésteres de cinamilo, en el que el grupo variable R está sustituido por un grupo metilo . Como resultado del doble enlace carbono-carbono no aromático, el acetato de cinamilo puede existir en una configuración Z y E : [9]
El acetato de cinamilo se encuentra de forma natural en la corteza fresca de la canela ( Cinnamomum zeylanicum Blume y otras especies de Cinnamomum), con concentraciones de 2.800 a 51.000 ppm. [10] [5]
El acetato de cinamilo se utiliza como éster aromatizante, por ejemplo, en pan y piensos para animales, y tiene una fragancia floral-frutal dulce. [6] [11] [12] Además, se utiliza en varios cosméticos, algunos productos de tocador, pero también en productos no cosméticos, por ejemplo, detergentes. [9]
El acetato de cinamilo, utilizado en fragancias y como ingrediente de sabor, ha sido analizado por varias instituciones. En 1965, el compuesto fue calificado como "generalmente reconocido como seguro como ingrediente de sabor" por la Asociación de Fabricantes de Sabores y Extractos ( FEMA ). La asociación determinó los niveles máximos promedio de uso en varios productos que se consideraban seguros: [13]
El Parlamento Europeo registró el acetato de cinamilo como sustancia aromatizante y como compuesto cosmético en 1996. [14] [15] El Comité Mixto ( FAO / OMS ) de Expertos en Aditivos Alimentarios ( JECFA ) describió en 2000 que “la sustancia no presenta un problema de seguridad en los niveles actuales de ingesta cuando se utiliza como agente aromatizante”. [1] En 2009, el Panel de la EFSA sobre Materiales en Contacto con Alimentos, Enzimas, Aromatizantes y Coadyuvantes de Procesamiento (CEF) concluyó que el acetato de cinamilo no da lugar a problemas de seguridad cuando se utiliza como ingrediente aromatizante en los alimentos. [6] La Administración de Alimentos y Medicamentos de los Estados Unidos también permite el uso del acetato de cinamilo como agente aromatizante en los alimentos si se utiliza la cantidad mínima necesaria para su efecto. [16]
La OMS ha publicado estimaciones de la producción media anual y de la ingesta diaria de acetato de cinamilo como aromatizante . Según este informe, el volumen anual de producción en Europa es de 1498 kg y en los EE. UU. de 2255 kg. Se estima que la ingesta diaria por persona en Europa es de 210 μg y en los EE. UU. de 300 μg. Se estima que la ingesta diaria por kg de peso corporal es de 4 μg/kg para los europeos y de 5 μg/kg para los estadounidenses. [17]
Dado que el acetato de cinamilo se encuentra de forma natural en las plantas, se puede extraer y purificar para obtener el compuesto. Sin embargo, esto tiene un bajo rendimiento y, por lo tanto, los costos de producción son altos. El uso de métodos químicos puede ofrecer estrategias más eficientes para producir acetato de cinamilo. [10]
Existen múltiples formas de sintetizar acetato de cinamilo 2 . Una forma es la síntesis a partir de alcohol cinamílico 1 y acetato de vinilo . Esta reacción es catalizada por la enzima triacilglicerol éster hidrolasa , que es una lipasa muy específica para el enlace éster. El subproducto de esta reacción es acetaldehído . La ecuación de reacción para esta reacción es: [18]
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Como el acetaldehído tiene un efecto desactivador desfavorable sobre la lipasa utilizada en la síntesis, se puede utilizar acetato de etilo como reactivo en lugar de acetato de vinilo. En esta reacción de transesterificación , el alcohol cinamílico 1 reacciona con acetato de etilo para formar acetato de cinamilo 2 y etanol . Esta síntesis requiere la lipasa Novozym 435 y se realiza en un sistema sin disolventes. La reacción es la siguiente: [12]
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El acetato de cinamilo 2 también se puede sintetizar mediante una reacción no enzimática. Un ejemplo de dicha reacción es una en la que se utilizan bromuro de cinamilo 3 y acetato de sodio como reactivos. Dado que estos compuestos son sustratos inmiscibles, se puede utilizar la catálisis de transferencia de fase sólido-líquido (PTC), utilizando bromuro de amonio cuaternario como catalizador de transferencia de fase . Esto se muestra en la siguiente reacción: [19]
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Además de estos tres ejemplos, hay muchas más formas de sintetizar acetato de cinamilo.
La reacción de adición de trióxido de dinitrógeno al acetato de cinamilo produce un intermedio en la síntesis de cloranfenicol . [20]
El acetato de cinamilo pertenece al grupo de los derivados del cinamilo. En general, estos derivados del cinamilo se absorben en el intestino muy rápidamente, después de lo cual se metabolizan y se excretan como metabolitos polares en la orina o las heces en un plazo de 24 horas. [5] [21]
Dentro de los derivados del cinamilo, el acetato de cinamilo pertenece al grupo de los ésteres de cinamilo. Después de la absorción en el intestino, este grupo de compuestos es primero hidrolizado a alcohol cinamílico por las carboxilesterasas . Las carboxilesterasas son un grupo de enzimas. Las enzimas más importantes dentro de este grupo son las A-esterasas. Estas están presentes en la mayoría de los tejidos corporales, pero son predominantes en los hepatocitos . Posteriormente, el alcohol cinamílico se oxida , lo que conduce a la formación de cinamaldehído . Esta reacción es catalizada por la alcohol deshidrogenasa dependiente de NAD + humana . Ahora bien, existen dos vías para la biotransformación posterior del cinamaldehído. La vía menor de biotransformación es la S-glutatión . Sin embargo, la vía principal es la conversión de cinamaldehído en ácido cinámico por la enzima aldehído deshidrogenasa . A continuación, el ácido cinámico se transforma en cinamoil CoA , que a su vez se convierte en cinamoilglicina por la N-aciltransferasa o en benzoil CoA a través de la β-oxidación , siendo esta última la vía principal. Los metabolitos intermedios en la vía de la β-oxidación se pueden convertir en ácido 3-hidroxi-3-fenilpropiónico y acetofenona , que se pueden excretar por la orina. Sin embargo, las conversiones de estos metabolitos intermedios son vías menores. Finalmente, el benzoil CoA se conjuga con glicina bajo la formación de ácido hipúrico o se hidroliza generando ácido benzoico libre . Este se puede excretar por la orina directamente o después de la glucuronidación . El ácido hipúrico, que es el metabolito principal, también se excreta por la orina. [5] [21] [6]
Dado que el acetato de cinamilo se utiliza como material de fragancia y como ingrediente para aromatizar alimentos, se considera que la exposición dérmica y oral son las principales vías de absorción. Se estima que la exposición sistémica dérmica al acetato de cinamilo a través de productos cosméticos es de 0,0115 mg/kg de peso corporal/día. [5]
En el pasado se realizaron varios experimentos con animales para evaluar la toxicidad del acetato de cinamilo . En un experimento, se probó la toxicidad oral en ratas. Las ratas recibieron dosis orales de acetato de cinamilo y se encontró que la LD50 era de 3,3 g/kg. Durante el experimento, se observaron síntomas como respiración lenta y temblores bruscos para dosis altas. [1] Otros experimentos mostraron valores de LD50 de 4,750 g/kg para la administración oral en ratones y cobayas. Además, se investigó el valor de LD50 para la administración intraperitoneal y se encontró que era de 1,200 g/kg. [22]
Además, se realizaron estudios sobre la toxicidad dérmica. Los experimentos en conejos dieron como resultado una DL50 de más de 5,0 g/kg, pero no se observaron efectos clínicos. Además, se probó el nivel de irritación cutánea en cerdos mediante una prueba de parche de 48 h . En este estudio, se aplicaron 0,05 g de acetato de cinamilo y no se observó irritación. Otros dos experimentos examinaron la irritación cutánea causada por 0,1 ml de acetato de cinamilo en cobayas y conejos mediante una aplicación directa sobre la piel (aplicación abierta). En estos experimentos se observó una irritación leve a moderada. [1]
El Panel de Aditivos y Productos o Sustancias Utilizadas en Piensos para Animales (FEEDAP) de la EFSA determinó un NOAEL para la administración oral de 275 mg/kg de peso corporal/día a partir de datos toxicológicos. [6]
Además de estos experimentos en animales, se realizaron algunos estudios en humanos. Se realizó una prueba de parche cerrado de 48 horas en cinco voluntarios varones sanos utilizando acetato de cinamilo al 5% en vaselina . En este estudio, no se observó irritación. Se observó una irritación leve en otra prueba de parche de 48 horas en cincuenta voluntarios varones utilizando acetato de cinamilo al 32% en acetona . Finalmente, se realizó un estudio en humanos sobre sensibilización cutánea en 25 voluntarios varones sanos. En este experimento se realizó una prueba de maximización (parche de 48 horas) utilizando acetato de cinamilo al 5% en vaselina. No se observaron reacciones de sensibilización cutánea. [1]
Además, se utilizaron pruebas estándar de Draize para evaluar la toxicidad dérmica en humanos, cobayas y conejos. Esto dio como resultado una irritación cutánea leve para dosis de 16 mg cada 48 horas para humanos y para dosis de 100 mg cada 24 horas para cobayas. Se observó una irritación cutánea moderada para conejos expuestos a dosis de 100 mg cada 24 horas. [22]
Por último, se probó el potencial del acetato de cinamilo para causar intercambios de cromátidas hermanas utilizando células de ovario de hámster chino . Esto se hizo porque se encontró que otro componente de la esencia de la planta y derivado de cinamilo, el cinamaldehído , aumentó la frecuencia de intercambios de cromátidas hermanas inducidos por mitomicina C. Sin embargo, el resultado de esta prueba demostró que el acetato de cinamilo no causa intercambio de cromátidas hermanas debido a la ausencia de un grupo carbonilo alfa-beta insaturado . [23]
El acetato de cinamilo se encuentra en los aceites de las hojas del árbol Cinnamomum osmophloeum , que crece en el centro y norte de Taiwán. Se ha descubierto que estos aceites tienen actividades antibacterianas, antimoho, antitermitas, antiácaros, antifúngicas y antiinflamatorias. Además, los aceites muestran actividad larvicida contra las larvas de mosquitos Aedes aegypti y Aedes albopictus . Sin embargo, el acetato de cinamilo desempeña solo un papel menor en estas actividades. [24] [25] [26] [27]
Además, el acetato de cinamilo tiene un efecto repelente sobre Anopheles gambiae y, por lo tanto, es útil para protegerse contra estos insectos. [28]