Otevřít hlavní menu

Dihydroxyaceton (DHA), také známý jako glyceron, je monosacharid (trióza) patřící mezi ketózy. Používá se hlavně jako součást přípravků na opálení bez ultrafialového záření. Obvykle se získává z rostlinných zdrojů jakými jsou cukrová řepa a cukrová třtina nebo fermentací glycerolu.

Dihydroxyaceton
Strukturní vzorec

Strukturní vzorec

Model molekuly

Model molekuly

Obecné
Systematický název 1,3-dihydroxypropan-2-on
Anglický název Dihydroxyacetone
Sumární vzorec C3H6O3
Vzhled bílý krystalický prášek
Identifikace
Registrační číslo CAS
PubChem
SMILES O=C(CO)CO
InChI 1S/C3H6O3/c4-1-3(6)2-5/h4-5H,1-2H2
Vlastnosti
Molární hmotnost 90,08 g/mol
Teplota tání 89-91 °C (362-364 K)
Rozpustnost ve vodě dobře rozpustný
Rozpustnost v polárních
rozpouštědlech
rozpustný v ethanolu a acetonu
Rozpustnost v nepolárních
rozpouštědlech
rozpustný v diethyletheru a toluenu
Bezpečnost
GHS07 – dráždivé látky
GHS07
H-věty H319
P-věty P264 P280 P305+351+338 P337+313
Není-li uvedeno jinak, jsou použity
jednotky SI a STP (25 °C, 100 kPa).
Některá data mohou pocházet z datové položky.

Obsah

Vlastnosti a přípravaEditovat

DHA je hygroskopický bílý krystalický prášek se sladkou chutí a charakteristickým pachem. Je nejjednodušší ketózou a nemá žádné chirální centrum a není tedy ani opticky aktivní. Obvykle se vyskytuje jako dimer (2,5-bis(hydroxymethyl)-1,4-dioxan-2,5-diol), který je rozpustný ve směsi vody a ethanolu 1:15. Právě připravený DHA se v roztoku rychle přeměňuje na monomer, který je velmi dobře rozpustný ve vodě, v ethanolu, acetonu, diethyletheru a toluenu.

 

DHA lze připravit, společně s glyceraldehydem, mírnou oxidací glycerolu, například za použití peroxidu vodíku a železnaté soli jako katalyzátoru. Také jej lze s vysokou výtěžností získat při pokojové teplotě oxidací glycerolu vzduchem, kyslíkem či benzochinonem za použití kationtových katalyzátorů založených na palladiu.[1][2][3]

Dihydroxyaceton je strukturním izomerem glyceraldehydu.

BiochemieEditovat

Fosforylovaná forma dihydroxyacetonu, dihydroxyacetonfosfát, je součástí glykolýzy a meziproduktem metabolismu fruktózy.

Historie a použitíEditovat

Schopnost DHA barvit kůži zjistili němečtí vědci ve 20. letech 20. století. Bylo zjištěno, že tato látka způsobuje zhnědnutí kůže.

V 50. letech Eva Wittgenstein z Univerzity v Cincinnati provedla další výzkum dihydroxyacetonu.[4][5][6][7] Její studie zahrnovala použití DHA jako léčiva u dětí s glykogenózou. Tyto děti dostaly ústy vysoké dávky DHA a občas vylily látku na svou kůži. Zdravotníci si všimli, že kůže po několika hodinách vystavení se DHA zhnědla.

Eva Wittgenstein pokračovala s pokusy s DHA nanášením kapalných roztoků látky na svou kůži. Byla schopná zopakovat pigmentační efekt a všimla si, že DHA zřejmě neproniká přes stratum corneum (později bylo zjištěno, že tato domněnka není zcela pravdivá[8]). Dále pokračoval výzkum schopnosti DHA změnit barvu kůže ve vztahu k léčbě pacientů s vitiligem.

Toto barvení kůže je netoxické a jedná se o důsledek Maillardovy reakce. DHA reaguje s aminokyselinami v bílkovině keratinu, hlavní složce kožního povrchu. Různé aminokyseliny reagují s DHA různými způsoby, čímž vznikají různé odstíny od žluté po hnědou; vzniklé pigmenty se nazývají melanoidiny, barvou jsou podobné melatoninu, který se nachází v hlubších kožních vrstvách a je zodpovědný za zhnědnutí kůže při jejím vystavení ultrafialovému záření.

Výroba vínaEditovat

Bakterie Acetobacter aceti a Gluconobacter oxydans využívají glycerol jako zdroj uhlíku pro tvorbu dihydroxyacetonum, který z něj vzniká ketogenezí[9] a může ovlivnit senzorickou kvalitu vína. DHA také reaguje s prolinem za tvorby specifického aromatu.[9][10][11] Dihydroxyaceton může ve víně ovlivnit antimikrobiální aktivitu tím, jak se naváže na SO2.[12]

BezpečnostEditovat

24 hodin po podání samoopalovacího přípravku (s přibližně 5 % DHA) je kůže obzvlášť náchylná k poškození volnými radikály vytvářenými působením slunečního světla.[13] 40 minut poté, co výzkumníci aplikovali vysoké dávky DHA na vzorky kůže, zjistili, že při vystavení slunečním paprskům vzniklo o 180 % více volných radikálů než u neošetřené kůže. Další samoopalovací látka, erythrulóza, měla ve větších množstvích podobné účinky. Den po aplikaci takových přípravků by se člověk měl vyhnout přímému slunečnímu svitu a při pohybu venku by měl používat opalovací krém. Přestože jej některé samoopalovací přípravky obsahují, jeho účinek netrvá dlouho a samotné nepravé opálení nechrání kůži před ultrafialovým zářením.

ReferenceEditovat

V tomto článku byl použit překlad textu z článku Dihydroxyacetone na anglické Wikipedii.

  1. PAINTER, Ron M.; PEARSON, David M.; WAYMOUTH, Robert M. Selective Catalytic Oxidation of Glycerol to Dihydroxyacetone. Angewandte Chemie International Edition. 2010, s. 9456–9. DOI:10.1002/anie.201004063. PMID 21031380. (anglicky) 
  2. CHUNG, Kevin; BANIK, Steven M.; DE CRISCI, Antonio G.; PEARSON, David M.; BLAKE, Timothy R.; OLSSON, Johan V.; INGRAM, Andrew J. Chemoselective Pd-Catalyzed Oxidation of Polyols: Synthetic Scope and Mechanistic Studies. Journal of the American Chemical Society. 2013, s. 7593–602. DOI:10.1021/ja4008694. PMID 23659308. (anglicky) 
  3. DE CRISCI, Antonio G.; CHUNG, Kevin; OLIVER, Allen G.; SOLIS-IBARRA, Diego; WAYMOUTH, Robert M. Chemoselective Oxidation of Polyols with Chiral Palladium Catalysts. Organometallics. 2013, s. 2257–66. DOI:10.1021/om4001549. (anglicky) 
  4. What's that stuff?. Chemical & Engineering News. June 12, 2000, s. 46. Dostupné online. DOI:10.1021/cen-v078n024.p046. (anglicky) 
  5. WITTGENSTEIN, Eva; GUEST, G M. Biochemical Effects of Dihydroxyacetone. The Journal of Investigative Dermatology. 1961, s. 421–6. DOI:10.1038/jid.1961.137. PMID 14007781. (anglicky) 
  6. BLANK, Harvey. Introduction of Dr. René J. Dubos as the First Herman Beerman Lecturer. The Journal of Investigative Dermatology. 1961, s. 225. DOI:10.1038/jid.1961.38. (anglicky) 
  7. WITTGENSTEIN, E.; BERRY, H. K. Staining of Skin with Dihydroxyacetone. Science. 1960, s. 894–5. DOI:10.1126/science.132.3431.894. PMID 13845496. Bibcode:1960Sci...132..894W. (anglicky) 
  8. http://abcnews.go.com/Health/safety-popular-spray-tans-question-protected/story?id=16542918&page=3
  9. a b DRYSDALE, G.S.; FLEET, G.H. Acetic acid bacteria in winemaking: a review. American Journal of Enology and Viticulture. 1988, s. 143–154. Dostupné online. (anglicky) 
  10. MARGALITH, Pinhas. Flavor microbiology. [s.l.]: Thomas, 1981. ISBN 0-398-04083-4. (anglicky) 
  11. BOULTON, Roger B.; SINGLETON, Vernon L.; BISSON, Linda F.; KUNKEE, Ralph E. Principles and Practices of Winemaking. [s.l.]: Springer, 1999. ISBN 0-8342-1270-6. (anglicky) 
  12. ESCHENBRUCH, B.; DITTRICHA, H. H. Stoffbildungen von Essigbakterien in bezug auf ihre Bedeutung für die Weinqualität. Zentralblatt für Mikrobiologie. 1986, s. 279–89. Dostupné online. DOI:10.1016/S0232-4393(86)80045-2. (anglicky) 
  13. JUNG, K.; SEIFERT, M.; HERRLING, Th.; FUCHS, J. UV-generated free radicals (FR) in skin: Their prevention by sunscreens and their induction by self-tanning agents. Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy. 2008, s. 1423–8. DOI:10.1016/j.saa.2007.09.029. PMID 18024196. Bibcode:2008AcSpA..69.1423J. (anglicky)