Retinylpalmitat (79-81-2) Physikalische und Chemische Eigenschaften
Retinylpalmitat
Langkettiger Retinylester, der als lipophile Vitamin-A-Quelle für Formulierungen, Nahrungsergänzungsmittel und Forschungs- & Entwicklungsanwendungen in kosmetischer, nutraceutical und pharmazeutischer Entwicklung verwendet wird.
| CAS-Nummer | 79-81-2 |
| Familie | Retinoide (Prenol-Lipide) |
| Typische Form | Pulver oder kristalliner Feststoff |
| Übliche Qualitäten | EP, JP, USP |
Retinylpalmitat ist ein zu den Retinoiden zählendes Lipid: der Fettsäureester von all-trans-Retinol mit Hexadecansäure (Palmitinsäure), formal all-trans-Retinylhexadecanoat. Die Struktur kombiniert eine lange gesättigte C16-Acylkette, esterifiziert am primären Alkohol eines C20-Polyen-Retinoids (ein substituiertes cyclohexenylhaltiges Polyen). Wesentliche elektronische Merkmale umfassen eine Estercarbonylgruppe, ein konjugiertes Tetraen-System im Retinylteil sowie einen relativ unpolaren, gesättigten Palmitoylrest; das konjugierte Polyen verleiht chromophore und oxidationsempfindliche Eigenschaften, während die lange Alkylkette die dominierende lipophile Eigenschaft bestimmt.
Als amphiphiles Lipid ist das Molekül stark lipophil und insgesamt praktisch unpolar: die Esterbindung und zwei Sauerstoffatome liefern nur geringe Polarität im Vergleich zum umfangreichen Kohlenwasserstoffanteil. Das säure-basische Verhalten ist unter üblichen Bedingungen vernachlässigbar (keine ionisierbaren Gruppen). Physikochemische Konsequenzen sind hohe Membranaffinität, geringe Wasserlöslichkeit, Neigung zur Partitionierung in Lipidphasen und abhängige Formulierbarkeit (löslich in Ölen oder Tensidsystemen für topische bzw. orale Anwendung). Chemische Risiken umfassen Hydrolyse des Esters zu Retinol und Palmitinsäure (enzymatisch oder säure-/basenkatalysiert), Photoisomerisierung und oxidative Spaltung oder Epoxidierung des konjugierten Polyens; diese beeinflussen Lagerung, Abgabe und Stabilität in Formulierungen.
Retinylpalmitat hat etablierte Anwendungen in Ernährung, dermatologischen und topischen Formulierungen als Vitamin-A-Quelle und Retinoidvorstufe. Es wird in hautpflegenden kosmetischen Präparaten, als Nahrungsergänzungsmittelform von Vitamin A sowie in bestimmten medizinischen Anwendungen verwendet, bei denen Retinoidaktivität oder Vitamin-A-Supplementierung beabsichtigt sind. Übliche handelsübliche Qualitätsstufen für diesen Stoff sind: EP, JP, USP.
Molekulare Eigenschaften
Molekulargewicht und Zusammensetzung
- Molekülformel: \(\ce{C36H60O2}\).
- Molekulargewicht: 524,9 \(\mathrm{g}\,\mathrm{mol}^{-1}\).
- Exakte / monoisotopische Masse: 524.45933115 (beide Werte identisch angegeben).
- Anzahl schwerer Atome: 38; formale Ladung: 0.
- Topologische polare Oberfläche (TPSA): 26,3 Ų (als 26,3 angegeben).
- Wasserstoffbrückendonoren / -akzeptoren: 0 / 2.
- Zahl rotierbarer Bindungen: 21; berechnete strukturelle Komplexität: 803.
- Definierte stereochemische Zentren an Doppelbindungen (Doppelbindungsgeometrie): 4.
Das Überwiegen unpolarer Atome und die große Zahl rotierbarer Bindungen spiegeln ein flexibles, hoch lipophiles Molekül mit begrenzter polarer Oberfläche für Wasserstoffbrückenbindung wider; TPSA ist im Verhältnis zur Größe gering, was mit starker Partitionierung in unpolare Medien übereinstimmt.
LogP und Amphiphilie
- Berichteter berechneter XLogP3-Wert: 13,6.
Ein berechneter XLogP im zweistelligen Bereich zeigt extreme Lipophilie und vernachlässigbare Wasserlöslichkeit unter typischen Bedingungen an. Praktisch führt dies zu sehr hoher Affinität für Lipidmembranen, Öle und hydrophobe Hilfsstoffe; die Formulierung erfordert nichtwässrige Vehikel, Mikroemulsionen, Tensid-Solubilisierung oder Verkapselung zur Dispersion. Ein hoher LogP deutet auch auf langsame wässrige Diffusion und Neigung zur Bioakkumulation in Lipidkompartimenten bei Freisetzung in die Umwelt hin.
Biochemische Eigenschaften
Biosynthese und metabolischer Kontext
Retinylpalmitat ist ein all-trans-Retinylester, gebildet durch Veresterung von Retinol mit Palmitinsäure (Hexadecansäure). Physiologisch dient es als Speicher- und Transportform von Vitamin A bei Tieren und kommt in Geweben wie Fettgewebe, Epidermis, Fibroblasten, Darm und Plazenta vor. Zelluläre Lokalisationen umfassen extrazelluläre und membrangebundene Kompartimente, was auf Assoziationen mit Lipoproteinen sowie membran-gebundenen oder sekretorischen Trägerproteinen hinweist. Metabolisch ist es Teil des Retinolstoffwechsels und der Vitamin-A-Homöostase betreffenden Signalwege sowie verwandter Mangelzustände.
Biologisch kann Retinylpalmitat als Provitamin-A-Reservoir dienen: Enzymatische Hydrolyse setzt Retinol frei, welches weiter zu Retinal und Retinsäure oxidiert werden kann; letztere vermittelt klassischerweise Retinoid-Rezeptoren-Signalgebung (Zelldifferenzierung, Proliferationsmodulation, Genexpression). Es besitzt außerdem antioxidative Eigenschaften in biologischen Kontexten, die mit der Retinoidchemie verknüpft sind.
Reaktivität und Umwandlungen
Typische Reaktionen und Umwandlungen der Stoffklasse umfassen: - Enzymatische Hydrolyse durch Carboxylesterasen und Lipasen zu Retinol und Palmitinsäure. - Photoinduzierte cis/trans-Isomerisierung des konjugierten Tetraen-Systems und Photodegradation des Polyensystems. - Oxidative Umwandlungen der Polyenkette (Epoxidierung, Spaltung, Bildung oxidierter Metabolite) unter Einwirkung von Sauerstoff, Licht oder reaktiven Sauerstoffspezies. - Säure- oder basenkatalysierte Esterhydrolyse unter harschen chemischen Bedingungen.
Diese Umwandlungswege bestimmen Stabilität, Haltbarkeit und biologische Aktivierung in Formulierungen; Kontrolle von Licht, Sauerstoff und hydrolytischen Bedingungen ist essenziell, um Abbau zu begrenzen.
Stabilität und Abbau
Retinylpalmitat ist aufgrund seines konjugierten Polyens und der Esterbindung chemisch labil im Vergleich zu gesättigten Lipiden. Es ist empfindlich gegenüber Oxidation und Photodegradation; Licht-, Wärme- und Sauerstoffexposition beschleunigen Isomerisierung und oxidative Zersetzung. Die Substanz ist zudem enzymatisch hydrolysierbar in biologischen Umgebungen.
Physikalische Beschreibung und thermische Eigenschaft: - Physikalische Beschreibung (experimentell): Feststoff. - Schmelzpunkt (experimentell): 28,5 \(\mathrm{\degree C}\).
Das Schmelzen nahe der Umgebungstemperatur führt meist zu einem wachsartigen oder weichen Feststoff, der bei moderater Temperaturerhöhung verflüssigen kann; dieses Verhalten beeinflusst Handhabung, Dosierungsformgestaltung und Lagerung. Die Generierung von Konformeren für dreidimensionale Modellierung gilt bei automatisierten Workflows als nicht zulässig, da das Molekül zu flexibel ist – ein Resultat der hohen Anzahl rotierbarer Bindungen und konformationeller Heterogenität.
Chemische und enzymatische Abbauwege
Primäre Abbaumechanismen relevant für industrielles Handling und Formulierung: - Hydrolyse: enzymatisch (Esterasen/Lipasen) und chemisch (Säure/Base) hydrolytische Spaltung regeneriert Retinol und Palmitinsäure; Hydrolyse wird in wässrigen oder polaren Umgebungen und bei erhöhter Temperatur beschleunigt. - Oxidation und Photodegradation: das konjugierte Tetraen ist anfällig für Oxygenierung und photochemische Reaktionen, die zu Isomerisierung und oxidativer Spaltung führen; Antioxidantien und undurchsichtige Verpackungen reduzieren diese Prozesse. - Isomerisierung: thermische oder photochemische cis/trans-Isomerisierung vermindert die Retinoidaktivität und verändert spektrale sowie biologische Eigenschaften.
Strategien zur Minderung bei Formulierung und Lagerung umfassen den Ausschluss von Licht und Sauerstoff, die Zugabe von Antioxidantien, die Auswahl inertier Lösungsmittel oder Ölträger sowie die Kühlketten- oder Kühllagerung zur langfristigen Konservierung.
Identifikatoren und Synonyme
Registernummern und Codes
- CAS-Registry-Nummer: 79-81-2
- Molekülformel (wiederholt): \(\ce{C36H60O2}\)
- InChI:
InChI=1S/C36H60O2/c1-7-8-9-10-11-12-13-14-15-16-17-18-19-25-35(37)38-30-28-32(3)23-20-22-31(2)26-27-34-33(4)24-21-29-36(34,5)6/h20,22-23,26-28H,7-19,21,24-25,29-30H2,1-6H3/b23-20+,27-26+,31-22+,32-28+ - InChIKey:
VYGQUTWHTHXGQB-FFHKNEKCSA-N - SMILES:
CCCCCCCCCCCCCCCC(=O)OC/C=C(\\C)/C=C/C=C(\\C)/C=C/C1=C(CCCC1(C)C)C - EC / EINECS-Nummer: 201-228-5
- UNII: 1D1K0N0VVC
- ChEBI: CHEBI:17616
- ChEMBL: CHEMBL1675
(Ausgewählte Registeridentifikatoren und Strukturkennungen sind oben zur eindeutigen Substanzidentifikation angegeben.)
Synonyme und Lipidnomenklatur
Gängige Namen und Synonyme für diesen Stoff umfassen: Retinylpalmitat; Retinolpalmitat; Vitamin A Palmitat; Retinylhexadecanoat; all-trans-Retinylpalmitat; Retinol, Hexadecanoat. Eine umfangreichere Liste von Handels- und historischen Synonymen existiert in regulatorischen und pharmakopöialen Kontexten; die am weitesten verbreiteten Trivialnamen sind „Retinylpalmitat“ und „Vitamin A Palmitat“.
Industrielle und biologische Anwendungen
Funktionen in Formulierungen oder biologischen Systemen
- Kosmetische Anwendungen: Verwendung als hautpflegender Wirkstoff und topische Vitamin-A-Quelle in dermatologischen und kosmetischen Formulierungen; seine Retinoid-Vorläuferaktivität begründet die angegebenen Vorteile für Hautstruktur, Photoaging und Dyschromien in Formulierungen, bei denen die Umwandlung zu aktiven Retinoiden in situ erfolgt.
- Ernährungsanwendungen: Eingesetzt als Nahrungsvitamin-A-Quelle und Lebensmittelzusatzstoff (Nährstoffzusatz / Farbstoffzusatz) in angereicherten Lebensmitteln und Nahrungsergänzungsmitteln.
- Pharmazeutischer/therapeutischer Kontext: Verwendung als Vitamin-A-Quelle in Arzneimitteln; wurde in Zusammenhängen mit Retinoidbiologie (Differenzierung, antiproliferative Effekte) untersucht und trägt regulatorische Bezeichnungen in bestimmten Anwendungen bei seltenen Erkrankungen.
- Biologische Rolle: Funktioniert als Speicher- und Transportester von Vitamin A in tierischen Geweben, trägt zur Retinol-Homöostase bei und dient als Substrat für die Umwandlung zu aktiven Retinoidmetaboliten.
Falls eine kompakte Produktanwendungsübersicht für Beschaffung oder Formulierungsentwicklung erforderlich ist, basiert die Auswahl typischerweise auf Lipophilie, Ester-Stabilität und dem vorgesehenen Freisetzungs-/Aktivierungsprofil in der Zielmatrix.
Sicherheits- und Handhabungsübersicht
- Gemeldete Gefahrenklassifizierungen (aggregierte Meldungen): Hautreizung (H315), Reproduktionstoxizität mit möglichem Schaden für die Fruchtbarkeit oder das ungeborene Kind (H360; auch H361 als Verdacht), potenzielle langanhaltende schädliche Wirkungen auf aquatische Organismen (H413). Gemeldete Sicherheitsratschläge umfassen P203, P264, P273, P280, P302+P352, P318, P321, P332+P317, P362+P364, P405 und P501.
- Praktische Handhabungshinweise: Inhalation oder längere dermale Exposition vermeiden; bei Umgang mit Pulvern oder konzentrierten Materialien geeignete persönliche Schutzausrüstung (Handschuhe, Augenschutz und Laborkleidung) verwenden. Zündquellen bei lösungsmittelhaltigen Arbeiten kontrollieren und Aerosole bzw. Staubentwicklung minimieren. Freisetzung in aquatische Umgebungen vermeiden.
- Lagerungshinweise: Schutz vor Licht, Wärme und Sauerstoff, um photochemischen und oxidativen Abbau zu begrenzen; bei Langzeitstabilität in dicht verschlossenen, lichtundurchlässigen Behältern unter trockener, inerten Atmosphäre lagern.
- Umweltaspekte: Aufgrund hoher Lipophilie und gemeldeter chronischer aquatischer Gefährdung Freisetzung in Abwasser und natürliche Gewässer vermeiden; Abfälle und Spülwässer entsprechend den lokalen Vorschriften entsorgen.
Für detaillierte Gefahrstoff-, Transport- und regulatorische Informationen sollten Anwender die produktspezifischen Sicherheitsdatenblätter (SDS) und nationale gesetzliche Vorgaben konsultieren.
Handhabung und Lagerung von Lipidmaterialien
Retinylpalmitat sollte gemäß den üblichen Vorsichtsmaßnahmen für reaktive, lipidische Retinoide gehandhabt werden: Exposition gegenüber Licht und Luft minimieren, längeres Erhitzen vermeiden und bei kritischer Stabilität mit geeigneten Antioxidantien formulieren (z.B. BHT, sofern kompatibel). Da der Stoff nahe Raumtemperatur fest ist (Schmelzpunkt 28,5 \(\mathrm{\degree C}\)), verhindert eine thermische Kontrolle während Transport und Lagerung das Erweichen oder Phasenänderungen, die Dosierung und Formulierung erschweren. Im Labor ist das Umfüllen unter inerten Atmosphären oder in bernsteinfarbenen Glasgefäßen übliche Praxis zur Reduktion von oxidativem und photolytischem Verlust.
Für weiterführende betriebliche Anweisungen und Einhaltung regulatorischer Anforderungen konsultieren Sie bitte das Produkt-SDS, pharmakopöiale Monographien wo zutreffend sowie einschlägige nationale oder regionale Gefahrstoffvorschriften.
