酒石酸
酒石酸[ 1 ]
メソ酒石酸の球棒モデル
名前
IUPAC名
酒石酸[ 2 ]
推奨IUPAC名
2,3-ジヒドロキシブタン二酸
IUPAC体系名
(2 R , 3 R )-トレアリン酸 (+) (2 S , 3 S )-トレアリン酸 (-) [ 3 ]メソ-エリトラリン酸[ 4 ]
その他の名前
酒石酸2,3-ジヒドロキシコハク酸トレアリン酸ラセミ酸ウビック酸パラ酒石酸ワインストーン
識別子
3Dモデル（JSmol）
チェビ
チェムブル
ケムスパイダー
ドラッグバンク
ECHA 情報カード100.121.903
E番号E334 （抗酸化物質、…）
ケッグ
メッシュ酒石酸
  • 875 未指定異性体
ユニイ
  • InChI=1S/C4H6O6/c5-1(3(7)8)2(6)4(9)10/h1-2,5-6H,(H,7,8)(H,9,10) チェックはい
    キー: FEWJPZIEWOKRBE-UHFFFAOYSA-N チェックはい
  • InChI=1/C4H6O6/c5-1(3(7)8)2(6)4(9)10/h1-2,5-6H,(H,7,8)(H,9,10)
    キー: FEWJPZIEWOKRBE-UHFFFAOYAZ
  • O=C(O)C(O)C(O)C(=O)O
プロパティ
C 4 H 6 O 6（基本式）HO 2 CCH(OH)CH(OH)CO 2 H （構造式）
モル質量150.087  g/モル
外観 白い粉
密度1.737 g/cm 3 (R,R-およびS,S-) 1.79 g/cm 3 (ラセミ体) 1.886 g/cm 3 (メソ体)
融点169, 172 °C (R,R-およびS,S-) 206 °C (ラセミ体) 165-6 °C (メソ体)
  • 1.33  kg/L（LまたはD-酒石酸）
  • 0.21  kg/L ( DL、ラセミ体)
  • 1.25  kg/L（「メソ」）
酸性度（ p Ka ）L(+) 25  °C: pK a1 = 2.89、pK a2 = 4.40メソ 25  °C: pK a1 = 3.22、pK a2 = 4.85

[ 5 ]

共役塩基酒石酸水素塩
磁化率（χ）
−67.5·10 −6 cm 3 /モル
危険
GHSラベル： [ 6 ]
GHS05: 腐食性
危険
H318
P280、P305+P351+P338+P310
関連化合物
その他の陽イオン
酒石酸ナトリウム、酒石酸二ナトリウム、酒石酸一カリウム、酒石酸二カリウム
関連するカルボン酸
酪酸コハク酸ジメルカプトコハク酸リンゴ酸マレイン酸フマル酸
関連化合物
2,3-ブタンジオールシコリ酸
特に記載がない限り、データは標準状態（25 °C [77 °F]、100 kPa）における材料のものです。
チェックはい 検証する （何ですか  ？） チェックはい☒北

酒石酸は、多くの果物、特にブドウに多く含まれるが、タマリンド、バナナ、アボカド、柑橘類にも含まれる白色の結晶性有機酸である。[ 1 ]その塩である酒石酸カリウムは、一般に酒石英として知られ、発酵の過程で自然に生成される。酒石酸カリウムは一般に重炭酸ナトリウムと混合され、食品の調理で膨張剤として使用されるベーキングパウダーとして販売されている。酸自体は、抗酸化剤E334として、また独特の酸味を与えるために食品に添加される。天然に存在する酒石酸は、有機合成において有用な原料である。酒石酸は、α-ヒドロキシカルボン酸であり、酸の特性において二塩基性およびアルダル性であり、コハク酸のジヒドロキシ誘導体である。

歴史

酒石酸は何世紀にもわたってワイン醸造家に知られていました。ワイン樽の上部から発見された粗結晶は、タータラム（チョーサーはタルトルと訳しました）または「ワインストーン」と呼ばれていました。[ 7 ]しかし、化学的抽出と精製は1769年にスウェーデンの化学者カール・ヴィルヘルム・シェーレによって開発されました。[ 8 ]

酒石酸は化学的キラリティーの発見において重要な役割を果たしました。酒石酸のこの性質は、1832年にジャン・バティスト・ビオによって初めて観察され、偏光を回転させる能力が観察されました。[ 9 ] [ 10 ]ルイ・パスツールは1847年にこの研究を続け、酒石酸アンモニウムナトリウムの結晶の形状を調査し、キラリティーがあることを発見しました。パスツールは、形状の異なる結晶を手作業で選別することで、初めて純粋なレボ酒石酸サンプルを生成しました。[ 11 ] [ 12 ] [ 13 ] [ 14 ] [ 15 ]

立体化学

光学顕微鏡で見たように描かれた酒石酸の結晶

この酸の天然形態はデキストロ酒石酸またはL -(+)-酒石酸（旧称d-酒石酸）である。天然に存在するため、そのエナンチオマーやメソ異性体よりも安価である。接頭辞のデキストロおよびレボは古い用語である。[ 16 ]現代の教科書では、天然形態を（2 R ,3 R）-酒石酸（L -（+）-酒石酸）、そのエナンチオマーを（2 S ,3 S）-酒石酸（ D -（−）-酒石酸）と呼んでいる。メソジアステレオマーは（2 R ,3 S）-酒石酸または（2 S ,3 R）-酒石酸 と呼ばれる。

フェーリング溶液中の酒石酸は銅(II)イオンと結合し、不溶性の水酸化物塩の形成を防ぎます。

DL-酒石酸（ラセミ酸）（1:1の比率の場合）メソ酒石酸
デキストロ酒石酸（L-(+)-酒石酸）レボ酒石酸（D-(−)-酒石酸）
酒石酸の形態
通称酒石酸 レボ酒石酸 デキストロ酒石酸 メソ酒石酸 ラセミ酸
同義語 (2 S ,3 S )-酒石酸( S , S )-酒石酸(−)-酒石酸 l -酒石酸（旧式） レボ酒石酸 D -酒石酸 D -トレアリン酸（「非天然異性体」）[ 22 ](2 R ,3 R )-酒石酸( R , R )-酒石酸(+)-酒石酸 d-酒石酸（旧式）L-酒石酸 L-トレアリン酸（"天然異性体"）[ 23 ](2 R ,3 S )-酒石酸 メソ酒石酸エリトラル酸 rac -(2 R ,3 S )-酒石酸(2 RS ,3 SR )-酒石酸(±)-酒石酸 DL -酒石酸 dl -酒石酸（旧語） パラ酒石酸ウビック酸
パブケムPubChemのCID 875PubChemのCID 439655PubChemのCID 444305PubChemのCID 78956PubChemのCID 5851
EINECS番号205-695-6201-766-0205-696-1205-105-7
CAS番号526-83-0 147-71-7 87-69-4 147-73-9 133-37-9

生産

L -(+)-酒石酸

酒石酸のL-(+)-酒石酸異性体は、工業的に最も多く生産されています。これは発酵の固体副産物である酒石粕から得られます。前者の副産物は主に酒石酸水素カリウム（KHC 4 H 4 O 6）で構成されています。このカリウム塩は、水酸化カルシウム（ Ca (OH) 2 ）で処理することで酒石酸カルシウム（CaC 4 H 4 O 6 ）に変換されます。[ 24 ]

KH(C 4 H 4 O 6 ) + Ca(OH) 2 → Ca(C 4 H 4 O 6 ) + KOH + H 2 O

実際には、硫酸カルシウムを添加することで、より高い収率で酒石酸カルシウムが得られます。その後、酒石酸カルシウムを硫酸水溶液で処理することで、酒石酸に変換されます。

Ca(C 4 H 4 O 6 ) + H 2 SO 4 → H 2 (C 4 H 4 O 6 ) + CaSO 4

ラセミ酒石酸

ラセミ酒石酸は、マレイン酸から多段階反応で製造することができる。第一段階では、マレイン酸を過酸化水素と触媒としてタングステン酸カリウムでエポキシ化する。 [ 24 ]

HO 2 CCH=CHCO 2 H + H 2 O 2 → HO 2 C(CHCH)(O)CO 2 H + H 2 O

次のステップでは、エポキシドが加水分解されます。

HO 2 C(CHCH)(O)CO 2 H + H 2 O → HO 2 CCH(OH)CH(OH)CO 2 H

メソ酒石酸

デキストロ酒石酸を水中で165℃で約2日間加熱すると、ラセミ酸とメソ酒石酸の混合物が生成されます。メソ酒石酸は、水酸化銀を使用してジブロモコハク酸から製造することもできます。[ 25 ]

HO 2 CCHBrCHBrCO 2 H + 2 AgOH → HO 2 CCH(OH)CH(OH)CO 2 H + 2 AgBr

メソ酒石酸は結晶化によって残留ラセミ酸から分離することができ、ラセミ体の溶解性は低くなります。

反応性

L-(+)-酒石酸は、様々な反応に関与します。以下の反応式に示すように、第一鉄塩の存在下でL-(+)-酒石酸を過酸化水素で処理すると、ジヒドロキシマロン酸が生成されます。

HO 2 CCH(OH)CH(OH)CO 2 H + H 2 O 2 → HO 2 CC(OH)C(OH)CO 2 H + 2H 2 O

ジヒドロキシマレイン酸はその後、硝酸でタルトロン酸に酸化される。 [ 26 ]

デリバティブ

歯石催吐剤
市販の酒石酸

酒石酸の重要な誘導体には以下のものがあります。

酒石酸は筋肉毒で、リンゴ酸の生成を阻害することで作用し、大量に摂取すると麻痺や死を引き起こします。[ 30 ]半数致死量（LD 50）は、ヒトで約7.5 グラム/kg、ウサギで5.3 グラム/kg、マウスで4.4 グラム/kgです。[ 31 ]この数字から、体重70 kg（150ポンド）の人間を50%の確率で殺すには500 g（18オンス）以上が必要であるため、多くの食品、特に酸味のあるお菓子に安全に含めることができると考えられます。食品添加物として、酒石酸はE番号E334の抗酸化剤として使用されます。酒石酸塩は、抗酸化剤または乳化剤として機能するその他の添加物です。

酒石英を水に加えると懸濁液が生成され、銅貨の洗浄に非常に効果的です。酒石酸塩溶液は、銅貨の表面に存在する酸化銅(II)層を溶解するからです。得られた酒石酸銅(II)錯体は水に容易に溶けます。

ワイン中の酒石酸

精製されていない酒石酸カリウムは、分離元のブドウジュースの色を帯びることがあります。

ワイン愛好家にとって、酒石酸は「ワインダイヤモンド」の原料として最もよく知られているかもしれません。ワインダイヤモンドとは、コルクやボトルの底に自然に形成される小さな酒石酸カリウムの結晶です。これらの「酒石酸塩」は無害ですが、割れたガラスと間違われることもあります。多くのワインでは、低温安定化処理（ワインの風味を変える可能性があるため、必ずしも好ましい方法ではありません）によって生成が防がれています。熟成中の樽の内側に残留する酒石酸塩は、かつては酒石酸カリウムの主要な工業原料でした。

酒石酸は化学的に重要な役割を果たし、発酵中の「マスト」のpH値を、多くの有害な腐敗菌が生息できないレベルまで下げ、発酵後には防腐剤として作用します。口に含むと、ワインの酸味の一部は酒石酸によってもたらされますが、クエン酸やリンゴ酸も重要な役割を果たします。

果物に含まれる酒石酸

ブドウとタマリンドには、酒石酸の濃度が最も高い果物があります。酒石酸を含むその他の果物には、バナナ、アボカド、ウチワサボテン、リンゴ、サクランボ、パパイヤ、桃、ナシ、パイナップル、イチゴ、マンゴー 、柑橘類などがあります。[ 1 ] [ 32 ]

クランベリーやその他のベリー類には微量の酒石酸が含まれていることが確認されている。[ 33 ]

酒石酸は、ペラルゴニウムの葉や鞘、豆にも含まれています。

アプリケーション

酒石酸とその誘導体は、医薬品分野で多岐にわたる用途を持っています。例えば、クエン酸と組み合わせて発泡性塩の製造に使用され、経口薬の風味を向上させています。[ 26 ]酒石酸のアンチモンカリウム誘導体は、酒石吐剤と呼ばれ、少量で咳止めシロップに去痰薬として含まれています。

酒石酸は工業用途にも広く利用されています。この酸はカルシウムやマグネシウムなどの金属イオンをキレートすることが観察されています。そのため、農業や金属産業において、土壌肥料中の微量栄養素を錯体化するキレート剤として、またアルミニウム、銅、鉄、およびこれらの金属の合金からなる金属表面を洗浄するキレート剤として利用されてきました。[ 24 ]

犬における毒性

酒石酸はヒトや実験動物には忍容性が高いものの、2021年4月のJAVMA編集者宛の手紙では、ブドウに含まれる酒石酸が犬のブドウおよびレーズン中毒の原因である可能性があるという仮説が立てられました。酒石クリームを摂取した2件の症例で同様の毒性反応が認められ、急性腎障害の症状が類似しており、剖検では腎臓に類似した組織学的所見が認められました（1件）。[ 34 ] [ 35 ]

2022年の記事では、この手紙の内容をさらに詳しく述べ、前述の酒石クリーム摂取2件とタマリンド摂取4件の新たな症例について報告しています。ここでも臨床所見は同様でした。タマリンドには8～18%の酒石酸が含まれていることが知られており、ブドウに含まれる最大2%（通常は0.35～1.1%）をはるかに上回っています。著者らは、市販のブドウジュース、ジャム、ワインを犬が摂取した場合の事故が比較的少ない理由として、酒石酸が原因であると結論付けていると考えています。これらの食品は酒石酸塩を除去する処理が施されているためです。[ 36 ]

2023年の研究では、犬の腎臓細胞に酒石酸の毒性が観察されたが、人間の腎臓細胞には毒性は見られなかった。[ 37 ]

2024年のレビューでは、ブドウの摂取と犬の病気との関連性が特定されましたが、毒性を引き起こすブドウの種類や量は依然として不明です。ブドウの摂取は一般的に胃腸障害や腎臓障害を引き起こし、治療法は症状に応じて異なり、結果はさまざまです。[ 38 ]

参考文献

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  2. ^ 「2-炭水化物-23」。
  3. ^古い文献では、酒石酸のDとLの使用について混乱が見られます。そのため、この場合はR、Sの表記法を使用することが推奨されます。
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