Humulena

Humulena, juga dikenal sebagai α-humulena atau α-kariofilena, adalah seskuiterpena monosiklik alami (C15H24) yang mengandung cincin 11 anggota dan terdiri dari 3 unit isoprena yang mengandung tiga ikatan rangkap C=C non-terkonjugasi, dua di antaranya tersubstitusi rangkap tiga dan satu tersubstitusi rangkap dua. Senyawa ini pertama kali ditemukan dalam minyak atsiri hop (Humulus lupulus), sehingga dari situlah namanya berasal.Glenn Tinseth, "Hop Aroma and Flavor", January/February 1993, Brewing Techniques. <http://realbeer.com/hops/aroma.html> Accessed July 21, 2010 Humulena adalah isomer dari β-karyofilena, dan keduanya sering ditemukan bersama sebagai campuran dalam banyak tumbuhan aromatik.

Ketersediaan
Humulena adalah salah satu komponen minyak atsiri dari kerucut bunga tanaman hop (Humulus lupulus)  yang menjadi asal namanya. Konsentrasi humulena bervariasi di antara berbagai varietas tanaman tetapi dapat mencapai hingga 40% dari minyak atsiri. Humulena dan produk reaksinya dalam proses pembuatan bir memberikan banyak bir aroma hop. Varietas hop nobel ditemukan memiliki kadar humulena yang lebih tinggi, sementara varietas hop pahit lainnya mengandung kadar yang rendah. Beberapa epoksida humulena diproduksi dalam proses pembuatan bir. Dalam sebuah studi ilmiah yang melibatkan analisis kromatografi gas–spektrometri massa pada sampel dan panel sensorik terlatih, ditemukan bahwa produk hidrolisis humulena epoksida II secara khusus menghasilkan aroma hop pada bir. α-Humulena telah ditemukan di banyak tumbuhan aromatik di semua benua, seringkali bersama dengan isomernya yakni β-karyofilena. Emiter α-humulena yang terbukti ke atmosfer adalah pohon pinus, orchard jeruk, Iva frutescens, tembakau, dan lapangan bunga matahari. α-Humulena terkandung dalam minyak atsiri tumbuhan aromatik seperti Salvia officinalis (marmia), Lindera aggregata (Uyaku atau semak rempah Jepang), spesies ginseng, hingga 29,9% dari minyak atsiri Mentha spicata, keluarga jahe (Zingiberaceae), 10% dari minyak daun Litsea mushaensis (pohon laurel Cina), 4% dari ekstrak daun Cordia verbenacea (semak di daerah tropis pesisir Amerika Selatan [erva baleeira]), tetapi dengan 25% trans-karyofilena dan merupakan salah satu senyawa kimia yang berkontribusi pada rasa rempah Persicaria odorata (kesum) dan Aroma khas Cannabis.

Preparasi dan sintesis
Humulena adalah salah satu dari banyak seskuiterpenoid yang berasal dari farnesil difosfat (FPP). Pembentukan humulena dari FPP dikatalisis oleh enzim sintesis seskuiterpena.Moss, G.P., "Humulene derived sesquiterpenoid biosynthesis." International Union of Biochemistry and Molecular Biology Enzyme Nomenclature. Accessed April 10, 2011.  http://www.enzyme-database.org/reaction/terp/humul.html

Biosintesis ini dapat ditiru di laboratorium dengan menyiapkan stanana alilik dari farnesol, yang disebut "sintesis Corey". Ada berbagai cara untuk mensintesis humulena di laboratorium, yang melibatkan penutupan ikatan C-C yang berbeda dalam makrosiklus. Sintesis McMurry menggunakan reaksi penggandengan karbonil yang dikatalisis titanium; sintesis Takahashi menggunakan alkilasi intramolekuler dari halida alil oleh anion sianohidrin yang terlindungi; sintesis Suginome menggunakan fragmen geranil; dan sintesis de Groot mensintesis humulena dari sulingan kasar minyak eukaliptus.Goldsmith, David. "The total synthesis of natural products". Canada: John Wiley & Sons. 1997 pp 129-133 Humulena juga dapat disintesis menggunakan kombinasi perakitan empat komponen dan siklisasi yang dimediasi paladium, yang diuraikan di bawah ini. Sintesis ini patut diperhatikan karena kesederhanaan konstruksi ikatan C−C dan langkah-langkah siklisasi, yang diyakini akan terbukti menguntungkan dalam sintesis politerpenoid terkait.


Untuk memahami regioselektivitas humulena, fakta bahwa salah satu dari dua ikatan rangkap C═C yang tersubstitusi tiga kali jauh lebih reaktif, ruang konformasinya dieksplorasi secara komputasi dan empat konformasi berbeda diidentifikasi.

Penelitian
Dalam studi laboratorium, humulena sedang dipelajari untuk potensi efek antiinflamasi.

Pada tahun 2015, para peneliti di Brasil mengidentifikasi α-humulena sebagai kontributor aktif terhadap sifat penolak serangga dari minyak daun Commiphora leptophloeos, khususnya terhadap nyamuk Aedes aegypti.

Kimia Atmosfer
α-Humulena adalah senyawa organik mudah menguap biogenik, yang dipancarkan oleh banyak tumbuhan (lihat kemunculan) dengan potensi yang relatif tinggi untuk pembentukan aerosol organik sekunder di atmosfer. Senyawa ini bereaksi cepat dengan ozon di bawah sinar matahari (fotooksidasi) untuk membentuk produk teroksigenasi. α-Humulena memiliki koefisien laju reaksi yang sangat tinggi (1.17 × 10−14 cm3 molekul−1 s−1) dibandingkan dengan sebagian besar monoterpena. Karena mengandung tiga ikatan ganda; produk generasi pertama, kedua, dan ketiga dimungkinkan yang masing-masing dapat mengembun untuk membentuk aerosol organik sekunder. Pada rasio pencampuran ozon troposferik tipikal sebesar 30 ppb, masa hidup α-humulena adalah sekitar 2 menit, sedangkan produk generasi pertama dan kedua memiliki masa hidup rata-rata masing-masing 1 jam dan 12,5 jam.

 Referensi 

Bacaan lanjutan

Kategori:Sikloalkena
Kategori:Seskuiterpena
Kategori:Humulus