テオブロミン

外観

白色の粉末

定義

本品は、次の化学式で表される複素環式化合物である。

性質

テオブロミンは無色の結晶性固体で、特徴的な苦味を持っています。水にはほとんど溶けませんが、エタノールやエーテルには溶ける性質があります。加熱すると分解し、アンモニアなどのガスを放出することがあるため注意が必要です。

テオブロミンはカフェインと同様に、アデノシン受容体に結合し、中枢神経系へ弱い刺激作用を示すことが報告されています。また、血管拡張作用や気管支拡張作用も持っており、これらの作用により高血圧治療や喘息症状の緩和に役立つことがあります。

その特異な構造と生理活性から、カフェインや他のキサンチン誘導体とは異なる効果や作用が期待されています。

解説

テオブロミン，斜方晶系結晶．融点357 ℃．pKa 10.0．酸，アルカリに可溶，アルコール類に微溶．1位のN-メチル化によりカフェインになる．利尿剤，平滑筋弛緩剤，血管拡張剤として用いられる．

溶解性

水、エタノール及びアセトンに極めて溶けにくい。

用途

主にカフェインの合成に使われている。以前は、テオブロミン及びその誘導体は、利尿薬、心筋覚せい剤、血管拡張、平滑筋弛緩剤として使用されていた。テオブロミンの使用は現在の治療ではない。

製法

テオブロミン，キサンチン系アルカロイドの一種．ココア豆の主アルカロイドであり，コーラナッツや茶葉にも少量含まれる．キサンチンのメチル化により生成する．

構造

テオブロミンはキサンチン誘導体のアルカロイドであり、キサンチンとピリミジン環が融合した複素環式化合物です。分子式はC₇H₈N₄O₂で表されます。

キサンチンの3位と7位にメチル基が付加した構造を持っていることにより、カフェインやキサンチンといった他のキサンチン誘導体と異なる生理活性を示します。また、テオブロミンの分子内には、4つの窒素原子と2つの酸素原子が存在します。これらの原子は、アデノシン受容体との相互作用や生理活性に関与しています。

化粧品の成分用途

皮膚コンディショニング剤、香料

説明

Theobromine is a methylxanthine alkaloid and derivative of caffeine that has been found in cocoa beans and has diverse biological activities. It is an adenosine A₁ receptor antagonist (IC₅₀s = 200-280 μM in radioligand binding assays using rat brain membranes). Theobromine (150 μg/ml) increases AMPK phosphorylation and inhibits adipocyte differentiation, ERK and JNK phosphorylation, and IL-6 and TNF-α production in 3T3-L1 preadipocytes cultured in differentiation medium. It inhibits decreases in renal cortex SIRT1 activity and increases in NADPH oxidase-dependent reactive oxygen species (ROS) production, as well as reduces kidney hypertrophy and albuminuria in a spontaneously hypertensive rat model of streptozotocin-induced diabetes when administered at a dose of 5 mg/kg per day. Theobromine is toxic to dogs with an LD₅₀ value of 250 to 500 mg/kg.

化学的特性

A methyl xanthine similar to caffeine. Theobromine has a bitter taste.

天然物の起源

Reported found in cocoa bean, cocoa powder, cola nut and tea.

定義

ChEBI: A dimethylxanthine having the two methyl groups located at positions 3 and 7. It is a purine alkaloid derived from cocoa tree.

一般的な説明

Odorless white crystalline powder. Bitter taste. pH (saturated solution in water): 5.5-7.

空気と水の反応

Insoluble in water.

反応プロフィール

Theobromine may be sensitive to prolonged exposure to light. Theobromine has weakly acidic properties, combining with bases to forms salts. Theobromine also has even weaker basic properties, combining with acids to form salts which are decomposed in aqueous solution. .

危険性

Toxic by ingestion. Questionable carcinogen.

火災危険

Flash point data for Theobromine are not available; however, Theobromine is probably combustible.

使用用途

テオブロミンは、キサンチン誘導体のアルカロイドで、チョコレートやカカオ豆に含まれる主要な成分の1つです。主に以下のような用途で使用されています。

1. 飲料・食品

テオブロミンは、チョコレートやココアをはじめとする飲料や食品に含まれています。テオブロミンは、これらの食品に独特の苦味や風味を与えています。

2. 医薬品・サプリメント

テオブロミンは、血管を広げる作用があるため、高血圧の治療に利用されることも多いです。また、気管支拡張作用があるため、喘息の症状緩和に有用です。

安全性プロファイル

Poison by ingestion. Moderately toxic by subcutaneous route. An experimental teratogen. Human systemic effects by ingestion: central nervous system and gastrointestinal changes. Experimental reproductive effects. Human mutation data reported. When heated to decomposition it emits toxic fumes of NOx. Used as a diuretic, smooth muscle relaxant, cardiac stimulant, and vasoddator.

製造方法

テオブロミンは、天然のカカオ豆から抽出されるほか、化学的な合成法も存在します。

1. 抽出法
カカオ豆を粉砕し、脂肪分であるカカオバターを除去します。これにより得られるカカオ固形分を、アルカリ性溶液で溶解させることで、テオブロミンを含む溶液が得られます。 この溶液から、有機溶媒や超臨界二酸化炭素抽出法を用いてテオブロミンを抽出・精製します。

2. 合成法
テオブロミンの合成には、ウリジンやアデノシンといったヌクレオシドを出発物質とする方法や、キサンチンやグアニンといったピリミジン環を持つ化合物を用いる方法があります。

これらの方法はいずれも複数の工程を経るため、製造コストの点から、抽出法が一般的に利用されています。

純化方法

It crystallises from H2O. Its solubility in H2O is 0.06% at 15o and 1.25% at 100o, and it is poorly soluble in organic solvents. It forms salts with heavy metals and is a diuretic, vasodilator and a cardiac stimulant. [Lister Purines Part II, Fused Pyrimidines Brown Ed, Wiley-Interscience pp254-225 1971, ISBN 0-471-38205-1, Beilstein 26 H 457, 26 I 135, 26 II 264, 26 III/IV 2336.]

参考文献

Biltz, Max., Annalen, 423,320 (1921)
Dubosc., Chem. Zentr., IV, 956 (1932)
Gepner, Kreps., Chem. Abstr., 41,96 (1947)
Bohinc, Korber-Smid, J agodic., Farm. Vestn., (Ljubljana), 23, 143 (1972)