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香芹酮

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香芹酮
IUPAC名
2-Methyl-5-(prop-1-en-2-yl)cyclohex-2-en-1-one
英文名 Carvone
识别
CAS号 99-49-0（R/S）  checkY
6485-40-1（R）  checkY
2244-16-8（S）  checkY
PubChem 7439
ChemSpider 21106424 (R/S), 15855 (S), 388655 (R)
InChI
 
  • 1/C10H14O/c1-7(2)9-5-4-8(3)10(11)6-9/h4,9H,1,5-6H2,2-3H3
InChIKey ULDHMXUKGWMISQ-UHFFFAOYAB
ChEBI 38265
RTECS OS8650000 (R)
OS8670000 (S)
KEGG C01767
性质
化学式 C10H14O
摩尔质量 150.22 g·mol⁻¹
外观 无色清澈液体
密度 0.96 g/cm3
熔点 25.2 °C（298 K）
沸点 231 °C（504 K）（91 °C @ 5 mmHg）
溶解性（水） 不溶于冷水
微溶于热水
溶解性（乙醇） 可溶
溶解性（乙醚） 可溶
溶解性（氯仿） 可溶
[α]20
D 		−61°（R）
61°（S）
磁化率 −92.2×10−6 cm3/mol
危险性
GHS危险性符号
《全球化学品统一分类和标签制度》（简称“GHS”）中有害物质的标签图案《全球化学品统一分类和标签制度》（简称“GHS”）中对人体有害物质的标签图案《全球化学品统一分类和标签制度》（简称“GHS”）中对环境有害物质的标签图案
GHS提示词 Danger
H-术语 H304, H315, H317, H411
P-术语 P261, P264, P270, P272, P273, P280, P301+310, P301+312, P302+352, P321, P330, P331, P332+313, P333+313
主要危害 可燃
NFPA 704
2
1
0
 
相关物质
相关酮 薄荷酮
二氢香芹酮
相关化学品 柠烯
薄荷醇,
对异丙基甲苯
香芹醇
若非注明，所有数据均出自标准状态（25 ℃，100 kPa）下。

香芹酮（英語：Carvone）是一种单萜类有机化合物，分子式为C10H14O[1]。香芹酮是浅橙色至浅棕色油狀液體，可溶於氯仿、甲醇。[2]香芹酮是许多精油中的天然产物，但在葛縷子（Carum carvi）、留蘭香（Mentha spicata）、蒔蘿（Anethum graveolens）的种子油中含量最丰富[3]。

歷史

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古羅馬人已將葛縷子入藥[4]。然而，直到1849年，香芹酮才被Franz Varrentrapp (1815–1877) 分離。[5][6] Goldschmidt 和 Zürrer 確定香芹酮為與檸檬烯相關的酮[7]，而香芹酮的結構最終由俄羅斯有機化學家葉戈爾·華格納（英语：Yegor Wagner）提出[8]。

立體化學

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(R) 給予薄荷其特徵性氣味。 (S) 給予葛縷子其特徵性氣味。

香芹酮由兩個鏡像異構體：賦予薄荷微甜薄荷味的R-(−)-香芹酮，以及其鏡像，即賦予葛縷子籽辛辣氣味的S-(+)-香芹酮。[9][10]

兩個對映異構體被感知味氣味不同說明，嗅覺受體對兩個異構體的反應不一。研究發現松鼠猴亦能分辨出香芹酮兩個對映體的氣味。[11]

天然存在

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S-(+)-香芹酮是葛縷子油的主要成分（60-70%）[12]，而葛縷子油一年的產量達到大約10噸[13]。它占蒔蘿籽油的40-60%，亦存在於橘子皮。

R-(-)-香芹酮是數個薄荷品種的精油的主要成分，尤其是留蘭香油（50-80%）[14]，因此留蘭香油是天然R-(-)-香芹酮的主要天然來源之一。然而，大部分的商用R-(-)-香芹酮是由R-(+)-檸檬烯製備而成。[15]

而某些精油，例如鲁沙香茅油，則同時含有以上兩個對映異構體。

應用

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食品

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香芹酮的兩個對映異構體均應用於食品工業。香芹酮是葛縷子、蒔蘿和留蘭香等香料的主要香氣成分，而這些香料長久以來都應用於製備食物。[16]同時，R-(-)-香芹酮被用作食用香精。[2]

害蟲防治

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R-(-)-香芹酮獲美国环境保护局批准用作驅蚊劑。[17]

合成

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香芹酮可以由檸檬烯合成。先將檸檬烯與亞硝酰氯反應，加熱所生成的亞硝基化合物會產生香芹酮肟，再將其與草酸反應，則能合成香芹酮。[18]

作為製造橙汁的副產物，橙皮的供應量龐大，因此可以廉價獲得檸檬烯，相應地讓合成香芹酮的成本變得較低。[19]

生物合成

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在薄荷[20]、葛縷子[21]等植物中，香芹酮是由檸檬烯氧化而成。

化學性質

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還原

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香芹酮分子中共有三個雙鍵可以被還原，反應的產物取決於反應的試劑與條件。[1]催化氫化可以生成香芹薄荷醇（2）或香芹薄荷酮（3），以鋅/乙酸還原可以生成二氫香芹酮（4），MPV还原反应或Luche还原反应生成香芹醇（5），而沃尔夫-凯惜纳-黄鸣龙还原反应反應生成檸檬烯。

香芹酮的還原
Various chemical reductions of carvone

氧化

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香芹酮的氧化可以生成各種產物[1]：

香芹酮的氧化
Various oxidations of carvone

共軛加成

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作為 α,β-不飽和酮，香芹酮能夠與親核試劑進行共軛加成。例如，香芹酮能夠與二甲基銅鋰反應在3-位甲基化，產物中异丙烯基與甲基為反式關係，反應選擇性好；隨後再與烯丙基溴反應引入烯丙基，生成產物（11）。[22]

Methylation of carvone by Me2CuLi, followed by allylation by allyl bromide

全合成的應用

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由於純手性的香芹酮可以廉價獲得，香芹酮是不對稱天然產物全合成優秀的起始物。例如，在1998年，(S)-(+)-香芹酮被用於苦木素全合成的起始物[23]：

苦木素的不對稱全合成
Asymmetric total synthesis of quassin from carvone

又例如，塞缪尔·丹尼谢夫斯基对天然产物Peribysin E（一种艾里莫芬烷类倍半萜[24]）的全合成，就是以香芹酮和3-三甲基硅氧基-1,3-丁二烯经过D-A反应得到的产物为起始物來實現的。[25]

丹尼谢夫斯基对peribysin的合成
丹尼谢夫斯基对peribysin的合成

其他

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香芹酮的雙鍵可以參與Ene反應，比如與3-丁烯-2-酮加成：[26]

代謝

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體內研究顯示香芹酮主要在身體內代謝成香芹酮酸、二氫香芹酮酸和uroterpenolone。[27]副產物(−)-或(+)-香芹醇分別是(−)-或(+)-香芹酮被NADPH還原而生。[28]這過程主要發生在肝臟，而且涉及到细胞色素P450氧化酶和(+)-反式香芹酚脱氫酶（英语：(+)-trans-carveol dehydrogenase）。

参考文献

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  1. ^ 1.0 1.1 1.2 Simonsen, J. L. The Terpenes 1 2nd. Cambridge: Cambridge University Press. 1953: 394–408. 
  2. ^ 2.0 2.1 香芹酮. ChemicalBook. [2025-07-30] （中文）. 
  3. ^ de Carvalho, Carla C. C. R.; da Fonseca, M. Manuela R. Carvone: Why and how should one bother to produce this terpene. Food Chemistry. 2006-04-01, 95 (3): 413-422. ISSN 0308-8146. doi:10.1016/j.foodchem.2005.01.003. 
  4. ^ De Carvalho, C. C. C. R.; Da Fonseca, M. M. R. Carvone: Why and how should one bother to produce this terpene. Food Chemistry. 2006, 95 (3): 413–422. doi:10.1016/j.foodchem.2005.01.003. 
  5. ^ Simonsen, J. L. The Terpenes 1 2nd. Cambridge: Cambridge University Press. 1953: 394–408. 
  6. ^ Handwörterbuch der reinen und angewandten Chemie [Concise dictionary of pure and applied chemistry] (Braunschweig, (Germany): Friedrich Vieweg und Sohn, 1849), vol. 4, pages 686-688. [備註: (1) Varrentrapp 將葛縷子油和飽和硫化氫與氨的酒精溶液，反應產生晶狀沉澱。往沉澱加入氫氧化鉀的酒精溶液，然後再加水，可以獲得香芹酮。(2) Varrentrapp 使用的原子質量是不正確的（例如碳的原子質量為6而飛正確的12），因此所列的香芹酮的實驗式是不正確的
  7. ^ Heinrich Goldschmidt and Robert Zürrer (1885) "Ueber das Carvoxim," Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft, 18 : 1729–1733.
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  9. ^ Theodore J. Leitereg; Dante G. Guadagni; Jean Harris; Thomas R. Mon; Roy Teranishi. Chemical and sensory data supporting the difference between the odors of the enantiomeric carvones. J. Agric. Food Chem. 1971, 19 (4): 785–787. doi:10.1021/jf60176a035. 
  10. ^ Morcia, Caterina; Tumino, Giorgio; Ghizzoni, Roberta; Terzi, Valeria. Carvone (Mentha spicata L.) Oils - Essential Oils in Food Preservation, Flavor and Safety - Chapter 35. Essential Oils in Food Preservation, Flavor and Safety. 2016: 309–316. doi:10.1016/B978-0-12-416641-7.00035-3. 
  11. ^ Laska, M.; Liesen, A.; Teubner, P. Enantioselectivity of odor perception in squirrel monkeys and humans. American Journal of Physiology. Regulatory, Integrative and Comparative Physiology. 1999, 277 (4): R1098–R1103. PMID 10516250. doi:10.1152/ajpregu.1999.277.4.r1098. 
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