हिनोकिटायोल

हिनोकिटायोल (β-थूजाप्लिसिन) एक प्राकृतिक मोनोटेरपेनॉइड है जो कप्रेसेसी जाति के वृक्षों की लकड़ियों में पाया जाता है। यह एक ट्रोपोलोन व्युत्पन्न है और थुजाप्लाइंस में से एक है। हिनोकिटायोल का उपयोग मौखिक और त्वचा देखभाल उत्पादों में किया जाता है, और यह जापान में उपयोग किया जाने वाला एक खाद्य योज्य के रूप में स्वीकृत है।

इतिहास
हिनोकिटायोल की खोज 1936 में एक जापानी रसायनज्ञ टेटसुओ नोज़ोए द्वारा की गई थी। इसे चमेसिपेरिस ताइवानेंसिस के हर्टवुड  के आवश्यक तेल घटक से अलग किया गया था, जिससे यौगिक ने अंततः अपना नाम अपनाया। हिनोकिटायोल पहला गैर- बेंजीनॉइड  सुगंधित यौगिक है जिसकी पहचान की गई है। इस यौगिक में एक हेप्टागोनल आणविक संरचना है और इसे पहली बार 1951 में राल्फ राफेल द्वारा संश्लेषित किया गया था। अपनी आयरन-चिलेटिंग गतिविधि के कारण, हिनोकिटायोल को वैज्ञानिक मीडिया में आयरन मैन अणु कहा गया है, जो विडंबनापूर्ण है क्योंकि टेटसुओ का अंग्रेजी में अनुवाद  आयरन मैन  के रूप में किया जाता है। ताइवानी हिनोकी पूर्वी एशियाई देशों, विशेषकर जापान और ताइवान का मूल निवासी है। हिनोकिटायोल क्यूप्रेसेसी जाति के अन्य वृक्षों में भी पाया गया है, जिसमें थूजा प्लिकाटा|थूजा प्लिकटा डॉन एक्स डी. डॉन भी सम्मिलित है, जो प्रशांत नॉर्थवेस्ट में साधारण है।

हिनोकिटायोल से समृद्ध लकड़ियों का उपयोग प्राचीन जापान के लोगों द्वारा लंबे समय से चली आ रही इमारतों को बनाने के लिए किया जाता था, जैसे चोसोन-जी, कोंजिकी-डो, एक जापानी राष्ट्रीय खजाना, चोसोन-जी कॉम्प्लेक्स की इमारतों में से एक, इवाते में एक मंदिर प्रान्त. इसने इसे लगभग 840 वर्षों के लंबे समय तक कीड़ों, लकड़ी-क्षय कवक लकड़ी-सड़ने वाले कवक और फफूंद से होने वाले नुकसान से बचाया था। इसके अतिरिक्त, कुछ पुराने प्रसिद्ध बौद्ध मंदिर और शिंटो मंदिर हैं जिनमें वृक्षों का उपयोग किया जाता है, जिन्हें बाद में हिनोकिटायोल के रूप में जाना जाता है। 2000 के दशक की प्रारम्भ में, हिनोकिटायोल के जैविक गुण अनुसंधान के हित में बन गए हैं, इसके जैविक गुणों पर ध्यान केंद्रित किया गया है। और लकड़ी-क्षय कवक के प्रति साइप्रेस के वृक्षों का प्रतिरोध उनकी रासायनिक सामग्री का अध्ययन करने और उन गुणों के लिए जिम्मेदार पदार्थों को खोजने के लिए प्रेरित करने वाला प्रमुख कारण था।

प्राकृतिक घटना
हिनोकिटायोल कप्रेसेसी जाति के शंकुधारी वृक्षों के हार्टवुड में पाया गया है, जिसमें चमेसीपेरिस कुंठित (हिनोकी साइप्रेस), थूजा प्लिकटा (पश्चिमी लाल देवदार), थुजोप्सिस|थुजोप्सिस डोलबराटा वर सम्मिलित हैं। होंडाई (हिनोकी असुनारो), जुनिपरस सीडरस (कैनरी आइलैंड्स जुनिपर), अटलांटिक देवदार (एटलस सीडर), कप्रेसस लुसिटानिका (मैक्सिकन सफेद देवदार), चमेसिपेरिस लॉसोनियाना (पोर्ट ऑरफोर्ड देवदार), चामेसिपेरिस ताइवानेंसिस (ताइवान साइप्रेस), चामेसिपेरिस थायोइड्स (अटलांटिक सफेद देवदार), कप्रेसस एरिज़ोनिका (एरिज़ोना साइप्रेस), कप्रेसस मैकनाबियाना (मैकनाब साइप्रेस), कप्रेसस मैक्रोकार्पा (मोंटेरे साइप्रेस), जुनिपरस चिनेंसिस (चीनी जुनिपर), जुनिपरस कम्युनिस (सामान्य जुनिपर), जुनिपरस कैलिफ़ोर्निका (कैलिफ़ोर्निया जुनिपर), जुनिपरस ऑक्सीडेंटलिस (पश्चिमी जुनिपर), जुनिपरस ऑक्सीसेड्रस (केड), जुनिपेरस सबीना (सेविन जुनिपर), कैलोसदरूस डउररेंस (कैलिफ़ोर्निया धूप-देवदार), कैलोसेड्रस फॉर्मोसाना (ताइवान धूप-देवदार), प्लैटाइक्लाडस ओरिएंटलिस (चीनी थूजा), पश्चिमी थूजा (उत्तरी सफेद-देवदार), थूजा स्टैंडिशी (जापानी थूजा), टेट्राक्लिनिस व्यक्त किया गया (सैंडारैक)।

वृक्षों में इसकी सघनता चमेसिपेरिस ताइवानेंसिस में 0.1-0.2% (सूखे बुरादा के प्रति 1 ग्राम में 2 मिलीग्राम हिनोकिटायोल), जुनिपरस सेड्रस और थुजोप्सिस डोलबराटा थुजोप्सिस डोलबराटा संस्करण में 0.04% है। होंडाई (0.4 मिलीग्राम हिनोकिटायोल प्रति 1 ग्राम सूखा बुरादा), और 0.02% चमेसिपेरिस ओबटुसा में (0.2 मिलीग्राम हिनोकिटायोल प्रति 1 ग्राम सूखा बुरादा)।

तीन प्राकृतिक रूप से पाए जाने वाले थुजाप्लाइंस हैं: α-थुजाप्लाइंस, β-थुजाप्लाइंस (हिनोकिटायोल) और γ-थुजाप्लाइंस। हिनोकिटायोल सबसे साधारण आइसोमर है और ऐसा प्रतीत होता है कि यह एकमात्र आइसोमर है जो थुजाप्लाइंस के लिए जिम्मेदार सभी जैविक गतिविधियों को क्रियान्वित करता है।

रासायनिक संश्लेषण
थूजाप्लिसिन को संश्लेषित करने के विभिन्न रास्ते हैं। हिनोकिटायोल, अन्य थुजाप्लिकिन की तरह, आइसोप्रोपाइलसाइक्लोपेंटैडीन और डाइक्लोरो केटीन के साइक्लोडडिशन (cycloaddition) द्वारा संश्लेषित किया जा सकता है, 5-आइसोप्रोपाइल-1-मिथाइल-3-ऑक्सीडोपाइरिडिनियम के 1,3-द्विध्रुवीय साइक्लोडिशन, 2-आइसोप्रोपाइलसाइक्लोहेक्सानोन के रिंग विस्तार और संकुचन, ऑक्सीलाइल के रीजियोनियंत्रित हाइड्रॉक्सिलेशन ( 4+3(4+3) साइक्लोडडिशन (4+3) साइक्लोडडक्ट्स, (R)-(+)-लाइमीन से रेजियोसेलेक्टिविटी, और ट्रोपोनिरोनट्रिकार्बोनील कॉम्प्लेक्स से है। हिनोकिटायोल को प्लांट सेल सस्पेंशन कल्चर के माध्यम से भी पृथक किया जा सकता है,  या रासायनिक विलायक और  अल्ट्रासोनिकेशन (Ultrasonication) के साथ लकड़ी से आसानी से निकाला जाता है।

(1) ट्रोपोनिरोनट्रिकार्बोनील कॉम्प्लेक्स से हिनोकिटायोल का संश्लेषण: (2) प्रतिस्थापित साइक्लोहेप्टाट्रिएन्स के इलेक्ट्रो-रिडक्टिव एल्किलेशन द्वारा हिनोकिटायोल का संश्लेषण: (3) 2-आइसोप्रोपाइलसाइक्लोहेक्सानोन के रिंग विस्तार के माध्यम से हिनोकिटायोल का संश्लेषण: (4) ऑक्सीलील धनायन [4+3] चक्रीकरण (नोयोरी का संश्लेषण) के माध्यम से हिनोकिटायोल का संश्लेषण:

रसायन विज्ञान
हिनोकिटायोल एक ट्रोपोलोन व्युत्पन्न है जिसमें एक असंतृप्त सात-सदस्यीय कार्बन रिंग होती है। यह एक मोनोटेरपीन - ट्रोपोन | साइक्लोहेप्टा-2,4,6-ट्रायन-1-वन है जिसे स्थान 2 पर एक हाइड्रॉक्सी समूह और स्थान 4 पर एक प्रोपाइल समूह द्वारा प्रतिस्थापित किया गया है।  यह एक एनोल और एक चक्रीय कीटोन है। यह साइक्लोहेप्टाट्राइन|साइक्लोहेप्टा-1,3,5-ट्राइन के हाइड्राइड से प्राप्त होता है। थूजाप्लिकिन कार्बनिक सॉल्वैंट्स और जलीय बफर में घुलनशील हैं। हिनोकिटायोल जोरदार ऑक्सीकरण पर एसीटोन प्रदान करता है और उत्प्रेरक हाइड्रोजनीकरण पर संतृप्त मोनोसाइक्लिक डायोल देता है। यह क्षार और अम्ल के प्रति स्थिर है, लवण बनाता है या अपरिवर्तित रहता है, लेकिन कैटेकोल डेरिवेटिव में परिवर्तित नहीं होता है।

अन्य थुजाप्लाइंस और ट्रोपोलोन की तरह, हिनोकिटायोल, धातु आयनों को विपरीत रूप से बांधता है। यह धातु आयनों के साथ जटिल लवण बनाता है।

आयनोफोर
हिनोकिटायोल, अन्य ट्रोपोलोन की तरह, धातु आयनों (यानी जस्ता) को विपरीत रूप से बांधता है, (अर्थात Zn2+, Fe2+, Cu2+, Co2+, Mn2+, Ag2+) और  संकुल लवण (रसायन विज्ञान) बनाते हैं। इसे एक व्यापक-स्पेक्ट्रम आयनोफोर और एक कुशल आयरन-केलेशन माना जाता है। सूत्र के साथ हिनोकिटायोल के साथ लौह परिसर (C10H11O2)3Fe को हिनोकिटिन कहा जाता है। चामेसिपेरिस ओबटुसा तेल हिनोकिटिन से भरपूर होता है जो गहरे लाल रंग के क्रिस्टल जैसा दिखता है। लोहे और ट्रोपोलोन से बने कॉम्प्लेक्स उच्च थर्मोडायनामिक स्थिरता प्रदर्शित करते हैं और ट्रांसफ़रिन-आयरन कॉम्प्लेक्स की तुलना में अधिक मजबूत बाध्यकारी स्थिरांक दिखाते हैं। ऐसा माना जाता है कि धातु-बाध्यकारी गतिविधि इसकी अधिकांश जैविक गतिविधियों, विशेष रूप से लोहे, जस्ता और तांबे के आयनों को बांधने की क्रिया का मुख्य तंत्र हो सकती है। विभिन्न धातु आयनों को जोड़कर और आयनोफोर के रूप में कार्य करके, यह उन आयनों के इंट्रासेल्युलर अवशोषण को तेज करता है और उनके इंट्रासेल्युलर स्तर को बढ़ाता है, इस प्रकार विभिन्न जैविक गतिविधियों को प्रभावित करता है। यह दिखाया गया है कि कुछ जैविक गतिविधियों और सेटिंग्स में एक सहक्रियात्मक प्रभाव तब हो सकता है जब आयनोफोर्स को उनके द्वारा बांधे गए आयनों के साथ जोड़ा जाता है। आयनोफोर के रूप में, इसके अणु में एक हाइड्रोफिलिक केंद्र और एक हाइड्रोफोबिक भाग होता है। हाइड्रोफोबिक भाग जैविक झिल्लियों के साथ परस्पर क्रिया करता है। हाइड्रोफिलिक केंद्र धातु आयनों को बांधता है और आयनोफोर-आयन कॉम्प्लेक्स बनाता है।

जैविक गुण
हिनोकिटायोल और अन्य थुजाप्लिकिन की मुख्य रूप से इन-विट्रो अध्ययन और पशु मॉडल में उनके संभावित जैविक गुणों, जैसे रोगाणुरोधी, एंटीफंगल, एंटीवायरल, एंटीप्रोलिफेरेटिव, एंटी-इंफ्लेमेटरी, एंटीप्लाज्मोडियल प्रभाव के लिए जांच की गई है।  हालाँकि, इन निष्कर्षों का समर्थन करने के लिए नैदानिक ​​​​अध्ययनों से कोई सबूत उपलब्ध नहीं है। इसमें कीटनाशक, कीटनाशक और एंटीब्राउनिंग प्रभाव भी पाए गए हैं। ऐसा माना जाता है कि इनमें से अधिकांश गुण धातु आयन-बाध्यकारी गतिविधि के कारण हैं। ऐसा प्रतीत होता है कि हिनोकिटायोल थूजाप्लिसिन के कारण होने वाली सभी इन-विट्रो गतिविधियों को क्रियान्वित करता है।

हिनोकिटायोल का क्लैमाइडिया ट्रैकोमैटिस पर निरोधात्मक प्रभाव देखा गया है और यह एक सामयिक दवा के रूप में चिकित्सकीय रूप से उपयोगी हो सकता है।

सुरक्षा
चूहों में हिनोकिटायोल की सुरक्षा का परीक्षण किया गया है और चूहों पर कोई कार्सिनोजेनिक प्रभाव नहीं पाया गया है। 2006 में, हिनोकिटायोल को कनाडा में घरेलू पदार्थों की सूची (डीएसएल) के तहत जलीय जीवों के लिए गैर-स्थायी, गैर-जैव संचयी और गैर विषैले के रूप में वर्गीकृत किया गया था।

त्वचा और मौखिक देखभाल उत्पाद
हिनोकिटायोल का उपयोग त्वचा की देखभाल के लिए उपभोक्ता उत्पादों की एक श्रृंखला में किया जाता है, जैसे साबुन, त्वचा लोशन, पलक साफ़ करने वाला, शैंपू और बालों की देखभाल; मौखिक देखभाल के लिए, जैसे टूथपेस्ट, सांस स्प्रे।

अप्रैल 2020 में, जिंक ऑक्साइड के ऑस्ट्रेलियाई उत्पादक एडवांस नैनोटेक ने एंटी-वायरल संरचना के लिए एस्टीविटा लिमिटेड के साथ एक संयुक्त पेटेंट आवेदन दायर किया, जिसमें मौखिक देखभाल उत्पाद सम्मिलित थे।

कीट विकर्षक
हिनोकिटायोल में फसल को नुकसान पहुंचाने वाले दीमकों (रेटिकुलिटर्मेस अपेक्षित, कॉप्टोटर्मेस फॉर्मोसैनस) और बीटल (लैसियोडर्मा सेरीकोर्न, कैलोसोब्रुचस चिनेंसिस) के खिलाफ [[कीटनाशक]] और कीटनाशक गतिविधियां पाई जाती हैं। यह कुछ घुनों (डर्मेटोफैगॉइड भोजन, टायरोफैगस सड़न) और मच्छर के लार्वा (मिस्रवासियों के मंदिर, क्यूलेक्स पिपियंस) के खिलाफ भी काम करता है। हिनोकिटायोल को वाणिज्यिक टिक और कीट विकर्षक में पूरक किया जाता है।

खाद्य परिरक्षक
प्रायोगिक अध्ययनों में हिनोकिटायोल को बोट्रीटीस सिनेरिया के विरुद्ध कार्य करते हुए दिखाया गया है, यह एक नेक्रोट्रोफिक कवक है जो कई पौधों की प्रजातियों में ग्रे मोल्ड का कारण बनता है और बागवानी फसलों को नुकसान पहुंचाने के लिए जाना जाता है। इस प्रकार इसका उपयोग कटाई के बाद फलों की वैक्सिंग के लिए करने का सुझाव दिया गया है ताकि कटाई के बाद होने वाले नुकसान (सब्जियों) को कटाई के बाद के क्षय से बचाया जा सके। हिनोकिटायोल जापान में एक पंजीकृत खाद्य योज्य है। ऐसा प्रतीत होता है कि हिनोकिटायोल तांबे के आयनों को चेलेट करके एंजाइमैटिक ब्राउनिंग, विशेष रूप से टायरोसिनेज और अन्य पॉलीफेनॉल ऑक्सीडेज को रोककर भोजन भोजन का भूरा होना को दबाता है। यह प्रभाव विभिन्न सब्जियों, फलों, मशरूम, फूलों, पौधों, अन्य कृषि उत्पादों और समुद्री भोजन पर दिखाया गया है। बाद के प्रभावों के कारण, हिनोकिटायोल का उपयोग खाद्य पैकेजिंग में शेल्फ जीवन  बढ़ाने वाले एजेंट के रूप में किया जाता है।

लकड़ी परिरक्षक
हिनोकिटायोल वृक्षों से पृथक किए गए रासायनिक यौगिकों में से एक है, जिसे वुड#एक्सट्रैक्टिव्स के रूप में जाना जाता है, जो कुछ वृक्षों के प्राकृतिक स्थायित्व के लिए जिम्मेदार है। हिनोकिटायोल कप्रेसेसी जाति से संबंधित प्राकृतिक रूप से टिकाऊ वृक्षों के हार्टवुड में पाया जाता है। ये यौगिक अपनी कवकनाशी, कीटनाशक और कीटनाशक गतिविधियों के कारण लकड़ी को लकड़ी-क्षय कवक और कीड़ों के हमलों के प्रति प्राकृतिक प्रतिरोध प्रदान करते हैं। इस प्रकार, कुछ अन्य प्राकृतिक अर्क की तरह, हिनोकिटायोल को लकड़ी के उपचार के लिए लकड़ी के संरक्षण के रूप में उपयोग करने का सुझाव दिया गया है।

लौह परिवहन
शोधकर्ताओं ने लौह परिवहन के संकेतों के लिए छोटे जैव अणुओं की एक लाइब्रेरी की जांच की और पाया कि हिनोकिटायोल ने कोशिका की कार्यक्षमता को बहाल कर दिया। टीम द्वारा आगे के काम में एक तंत्र का सुझाव दिया गया जिसके द्वारा हिनोकिटायोल सेल आयरन को बहाल या कम करता है।

कैंसर अनुसंधान
विभिन्न इन-विट्रो अध्ययनों ने विभिन्न ट्यूमर सेल संस्कृतियों पर हिनोकिटायोल के प्रभावों की जांच की है।

यह भी देखें

 * थुजाप्लाइंस
 * ट्रोपोलोन
 * आयनोफोर
 * कप्रेसेसी

बाहरी संबंध

 * Hinokitiol at PubChem
 * β-Thujaplicin at Sigma-Aldrich
 * Hinokitiol at ChemicalBook