Сахарин - Saccharin

Сахарин
Saccharin.svg
Saccharin-from-xtal-3D-balls.png
Имена
Предпочтительное название IUPAC
1 Н -1λ 6 , 2-бензотиазол-1,1,3 (2 Н ) -трион
Другие имена
орто-бензойный сульфимид,
орто-сульфобензамид
Идентификаторы
3D модель ( JSmol )
ЧЭБИ
ЧЭМБЛ
ChemSpider
ECHA InfoCard 100.001.202 Отредактируйте это в Викиданных
Номер E E954 (глазурь, ...)
КЕГГ
UNII
  • InChI = 1S / C7H5NO3S / c9-7-5-3-1-2-4-6 (5) 12 (10,11) 8-7 / h1-4H, (H, 8,9) проверитьY
    Ключ: CVHZOJJKTDOEJC-UHFFFAOYSA-N проверитьY
  • InChI = 1 / C7H5NO3S / c9-7-5-3-1-2-4-6 (5) 12 (10,11) 8-7 / h1-4H, (H, 8,9)
    Ключ: CVHZOJJKTDOEJC-UHFFFAOYAR
  • O = C2c1ccccc1S (= O) (= O) N2
Характеристики
C 7 H 5 N O 3 S
Молярная масса 183,18  г · моль -1
Появление Белое кристаллическое твердое вещество
Плотность 0,828 г / см 3
Температура плавления От 228,8 до 229,7 ° C (от 443,8 до 445,5 ° F; от 501,9 до 502,8 K)
1 г на 290 мл
Кислотность (p K a ) 1.6
Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
☒N проверить  ( что есть   ?) проверитьY☒N
Ссылки на инфобоксы

Сахарин - это искусственный подсластитель, практически лишенный пищевой энергии . Он примерно в 300–400 раз слаще сахарозы, но имеет горькое или металлическое послевкусие , особенно при высоких концентрациях. Сахарин используется для подслащивания таких продуктов, как напитки, конфеты, печенье и лекарства.

Этимология

Сахарин получил свое название от слова «сахарин», что означает «сладкий». Слово сахарин используется образно, часто в уничижительном смысле, для описания чего-то «неприятно излишне вежливого» или «чрезмерно сладкого». Оба слова происходят от греческого слова σάκχαρον ( sakkharon ), означающего «гравий». Соответственно, сахароза - устаревшее название сахарозы (столового сахара).

Характеристики

Натриевая соль сахарина, белый порошок

Сахарин термостабилен. Не вступает в химические реакции с другими пищевыми ингредиентами; как таковой он хорошо хранится. Смеси сахарина с другими подсластителями часто используются для компенсации недостатков и недостатков каждого подсластителя. Смесь цикламат- сахарин 10: 1 широко распространена в странах, где разрешены оба эти подсластителя; в этой смеси каждый подсластитель маскирует неприятный привкус другого. Сахарин часто используется с аспартамом в диетических газированных безалкогольных напитках , поэтому некоторая сладость остается, если сироп для фонтана будет храниться дольше относительно короткого срока хранения аспартама.

В кислотной форме сахарин не растворяется в воде. Форма, используемая в качестве искусственного подсластителя, обычно представляет собой натриевую соль . Кальция соли также иногда используется, особенно людей , ограничивающих их диетического натрия потребление. Обе соли хорошо растворимы в воде: 0,67 г / мл в воде при комнатной температуре.

Влияние на безопасность и здоровье

В 1970-х годах исследования, проведенные на лабораторных крысах, обнаружили связь между потреблением высоких доз сахарина и развитием рака мочевого пузыря . Однако дальнейшее исследование показало, что этот эффект был вызван механизмом, не имеющим отношения к людям. Эпидемиологические исследования не показали никаких доказательств того, что сахарин связан с раком мочевого пузыря у людей. Международное агентство по изучению рака (IARC) , первоначально классифицирован сахарин в группе 2B ( «возможно , канцерогенным для человека») на основе исследований на крысах, но понизило его 3 -й группе ( «не классифицируемые как канцерогенности для человека») после рассмотрения последующего исследования.

Сахарин не имеет пищевой энергии и питательной ценности. Это безопасно для людей с диабетом .

Люди с аллергией на сульфаниламиды могут испытывать аллергические реакции на сахарин, поскольку он является производным сульфонамида и может перекрестно реагировать. Сахарин в зубной пасте может вызывать чувство жжения, отек и сыпь во рту и губах у чувствительных людей.

История

Сахарин, историческая упаковка, Музей сахара (Берлин)
1893 г.

Сахарин был впервые произведен в 1879 году Константином Фальбергом , химиком, работавшим над производными каменноугольной смолы в лаборатории Иры Ремсена в Университете Джонса Хопкинса . Однажды вечером Фальберг заметил сладкий привкус на своей руке и связал это с составным бензойным сульфимидом, над которым он работал в тот день. Фальберг и Ремсен опубликовали статьи о бензойном сульфимиде в 1879 и 1880 годах. В 1884 году, работая тогда самостоятельно в Нью-Йорке , Фальберг подал заявку на патенты в нескольких странах, описывая методы производства этого вещества, которое он назвал сахарином. Два года спустя он начал производство вещества на фабрике в пригороде Магдебурга в Германии. Фальберг скоро разбогател, а Ремсен просто раздражался, полагая, что он заслуживает уважения за вещества, производимые в его лаборатории. По этому поводу Ремсен прокомментировал: «Фальберг - мерзавец. Меня тошнит, когда я слышу свое имя на одном дыхании с ним».

Хотя сахарин был коммерциализирован вскоре после его открытия, вплоть до дефицита сахара во время Первой мировой войны , его использование не получило широкого распространения. Его популярность дополнительно увеличилась в течение 1960 - х и 1970 - й лет среди желающих похудеть, так как сахарин является калории -бесплатно подсластитель. В Соединенных Штатах сахарин часто встречается в ресторанах в розовых пакетах; самый популярный бренд - Sweet'n Low .

Из - за сложности импорта сахара из Вест - Индии , то британская Сахарин Компания была основана в 1917 году продукции сахарина на его Paragon Works рядом Аккрингтон , Ланкашир . Производство было лицензировано и контролировалось Торговым советом Лондона. Производство продолжалось до 1926 года.

Государственное регулирование

Начиная с 1907 года Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США начало исследования сахарина в соответствии с Законом о чистых пищевых продуктах и ​​лекарствах . Харви Вили , тогдашний директор химического бюро FDA, рассматривал это как незаконную замену ценного ингредиента, сахара, менее ценным. В столкновении, имевшем последствия для карьеры, Уайли сказал президенту Теодору Рузвельту : «Каждый, кто ел эту сладкую кукурузу, был обманут. Он думал, что ест сахар, тогда как на самом деле он ел продукт из каменноугольной смолы, полностью лишенный пищевой ценности и чрезвычайно вредит здоровью ". Но сам Рузвельт был потребителем сахарина, и в горячем разговоре Рузвельт сердито ответил Уайли, заявив: «Всякий, кто говорит, что сахарин вреден для здоровья, - идиот». Этот эпизод доказал крах карьеры Уайли.

В 1911 году Постановление 135 инспекции пищевых продуктов гласило, что продукты, содержащие сахарин, были фальсифицированы . Однако в 1912 году Постановление 142 пищевой инспекции заявило, что сахарин не вреден.

Еще больше разногласий возникло в 1969 году с открытием файлов из расследований FDA 1948 и 1949 годов. Эти исследования, которые первоначально выступали против использования сахарина, мало доказали, что сахарин вреден для здоровья человека. В 1977 году FDA предприняло попытку полностью запретить это вещество после исследований, показавших, что это вещество вызывает рак мочевого пузыря у крыс. Попытка запрета не увенчалась успехом из-за общественного протеста, поощряемого отраслевой рекламой, и вместо этого была введена следующая этикетка: «Использование этого продукта может быть опасным для вашего здоровья. Этот продукт содержит сахарин, который, как было установлено, вызывает рак у лабораторных животных. ". Это требование было отменено в 2000 году после нового исследования, которое пришло к выводу, что люди реагируют иначе, чем крысы, и не подвержены риску рака при обычных уровнях потребления. (См. Также: маркировку ниже.) Подсластитель по-прежнему широко используется в Соединенных Штатах и ​​в настоящее время является третьим по популярности искусственным подсластителем после сукралозы и аспартама .

В Европейском Союзе сахарин также известен под номером E (добавочный код) E954.

Текущий статус сахарина таков, что он разрешен в большинстве стран, а такие страны, как Канада, сняли свой предыдущий запрет на его использование в качестве пищевой добавки. Утверждения, что это связано с раком мочевого пузыря, оказались необоснованными в экспериментах на приматах. (Однако запрещено пересылать во Францию ​​таблетки или пакеты сахарина.)

Сахарин ранее входил в калифорнийский список химических веществ, которые, как известно штату, вызывают рак, согласно Предложению 65 , но он был исключен из него в 2001 году.

Добавление и удаление предупреждающей этикетки

В 1958 году Конгресс Соединенных Штатов внес поправки в Закон о пищевых продуктах, лекарствах и косметических средствах 1938 года, включив в него пункт Делани, согласно которому Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов не одобряет вещества, которые «вызывают рак у человека или, как было установлено, после испытаний [обнаружены] таковыми. вызывают рак у животных ». Исследования на лабораторных крысах в начале 1970-х годов связали сахарин с развитием рака мочевого пузыря у грызунов. Как следствие, вся пища, содержащая сахарин, была маркирована предупреждением, отвечающим требованиям Закона 1977 года об исследованиях и маркировке сахарина .

Однако в 2000 году предупреждающие надписи были удалены, потому что ученые узнали, что грызуны, в отличие от людей, обладают уникальной комбинацией высокого pH, высокого уровня фосфата кальция и высокого уровня белка в моче. Один или несколько белков, которые чаще встречаются у самцов крыс, сочетаются с фосфатом кальция и сахарином с образованием микрокристаллов, которые повреждают слизистую оболочку мочевого пузыря. Со временем мочевой пузырь крысы реагирует на это повреждение путем избыточного производства клеток для восстановления повреждений, что приводит к образованию опухоли. Поскольку этого не происходит у людей, нет повышенного риска рака мочевого пузыря.

Исключение сахарина из перечня привело к тому, что законодательство отменило требование о предупреждающей этикетке для продуктов, содержащих сахарин. В 2001 году Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США и штат Калифорния изменили свою позицию в отношении сахарина, объявив его безопасным для употребления. Решение FDA последовало за 2000 определение по США Департамент здравоохранения и социальных служб " Национальной токсикологической программы для удаления сахарин из списка канцерогенов.

Агентство по охране окружающей среды официально удален сахарин и его соли из их перечня опасных компонентов и коммерческих химических продуктов. В сообщении от декабря 2010 года EPA заявило, что сахарин больше не считается потенциальной опасностью для здоровья человека.

Химия

Подготовка

Сахарин можно производить разными способами. Первоначальный маршрут Ремсена и Фальберга начинается с толуола ; другой путь начинается с о- хлортолуола . Сульфирование толуола хлорсульфоновой кислотой дает орто- и пара- замещенные сульфонилхлориды . Орто - изомер отдел ют и превращают в сульфонамид с аммиаком . Окисление метильного заместителя дает карбоновую кислоту, которая циклизуется с образованием кислоты, свободной от сахарина:

Ремсен-Фальберг синтез сахарина.png

В 1950 году в компании Maumee Chemical Company в Толедо, штат Огайо, был разработан усовершенствованный синтез . В этом синтезе метилантранилат последовательно реагирует с азотистой кислотой (из нитрита натрия и соляной кислоты ), диоксидом серы , хлором , а затем с аммиаком с образованием сахарина:

Моми синтез сахарина.png

Свойства и реакции

Свободная кислота сахарина имеет низкий p K a 1,6 (кислый водород - это водород, связанный с азотом). Сахарин можно использовать для получения исключительно дизамещенных аминов из алкилгалогенидов посредством нуклеофильного замещения с последующим синтезом Габриэля .

Смотрите также

использованная литература

внешние ссылки