Identität und Chemie
P-Cresol ist ein Isomer von o-Cresol und m-Cresol. Cresole sind eine Gruppe aromatischer organischer Verbindungen, weit verbreitete Phenole, die natürlichen oder synthetischen Ursprungs sein können. Beim p-Cresol sitzt die Methylgruppe in para-Stellung am Phenolring. Sein pKa-Wert beträgt 10,26. Wie andere Phenole werden Cresole an der Luft langsam oxidiert, und die entstehenden Verunreinigungen verleihen den Proben oft einen gelben bis bräunlich roten Farbton. Der bevorzugte IUPAC-Name lautet 4-Methylphenol, die molare Masse beträgt 108,14 g/mol. Es siedet bei etwa 202 °C. Mit einem Molekulargewicht von 108,1 Da ist es hochgradig permeabel und kann sowohl die Darmbarriere als auch die Blut-Hirn-Schranke überwinden. Der Feststoff kann farblos, weiß oder rosa sein und dunkelt unter Licht- und Lufteinwirkung nach. Er ist mit Ethanol mischbar.
Vorkommen in der Natur
P-Cresol entsteht durch bakterielle Fermentation von Protein im menschlichen Dickdarm. Es wird mit Stuhl und Urin ausgeschieden und ist ein Bestandteil des menschlichen Schweißes, der weibliche Stechmücken anlockt. Beim Menschen bauen anaerobe Darmbakterien, insbesondere Clostridium difficile, Tyrosin zu p-Cresol ab. Einige Mikroorganismen wandeln zudem von außen aufgenommene p-HPA in p-Cresol um; unter Antibiotikaeinfluss steigert Clostridium difficile die Enzyme, die p-HPA decarboxylieren, wodurch es mehr p-Cresol bildet, konkurrierende Darmkommensalen hemmt und seine Besiedlung des Dickdarms fördert. Die p-HPA selbst verlangsamt das Wachstum von Darmbakterien, wobei gramnegative Arten empfindlicher darauf reagieren als grampositive. Auf dem anderen Weg wandelt Radical S-Adenosylmethionin Tyrosin in Dehydroglycin um, und ThiH spaltet die Cα-Cβ-Bindung des Dehydroglycins zu p-Cresol. Dieser Weg ist der erste Schritt der Thiamin-Biosynthese, wobei p-Cresol als Nebenprodukt entsteht. Phenylalanin kann zu Tyrosin hydroxyliert werden und so ebenfalls zur p-Cresol-Synthese führen. Die Mikrobiota des Dickdarms wandelt Tyrosin und Phenylalanin in proteingebundene Stoffe wie p-Cresol um, die über die Glomeruli im Urin ausgeschieden werden. Bei eingeschränkter Nierenfunktion reichert sich p-Cresol an, besonders bei Patienten mit chronischer Nierenerkrankung. P-Cresol ist ein Bestandteil des Tabakrauchs.
P-Cresol ist ein Hauptbestandteil des Schweinegeruchs. Die Untersuchung des Sekrets der Temporaldrüse zeigte während der Musth bei männlichen Elefanten das Vorkommen von Phenol und p-Cresol. Es gehört zu den ganz wenigen Verbindungen, die die Orchideenbiene Euglossa cyanura anlocken, und wurde verwendet, um die Art zu fangen und zu untersuchen. Es ist ein Bestandteil des Pferdeurins während der Rosse und kann die Flehmen-Reaktion auslösen. Es ist außerdem eine brunstspezifische flüchtige Verbindung bei Nutztieren. Bei Büffeln lässt es sich während der Brunstperiode in Urin, Vaginalschleim und Kot nachweisen.
P-Cresol ist im Blütenduft sapromyophiler Stemona-Arten und im Duft von Narcissus viridiflorus enthalten. Es verursacht den charakteristischen „pferdeurinartigen“ Geruch von Gastrodia elata. Man findet es in zahlreichen ätherischen Ölen, meist in Spuren, wo sein intensiver Geruch einen animalischen Charakter beisteuert. Zu den Umweltquellen von p-Cresol gehören Regenwasser, Erdöl, Lösungsmittel, Parfüms und Kosmetika.
Geringe Mengen an Cresolen wurden in manchen Lebensmitteln gefunden, etwa in Tomaten, Tomatenketchup, Spargel, Käse, Butter, Speck und Räucherwaren. Auch einige Getränke enthalten sie: Kaffee, schwarzer Tee, Wein, Scotch Whisky, Brandy und Rum. Cresole gelangen in die Umwelt, wenn Holz, Kohle und fossile Brennstoffe verbrennen, und sind normale Bestandteile des menschlichen Urins. In der Luft werden sie in der Regel innerhalb von ein bis zwei Tagen abgebaut, im Wasser bauen Mikroorganismen sie innerhalb weniger Tage ab.
Industrielle Verwendung und Gefahren
P-Cresol ist ein Zwischenprodukt bei der Herstellung anderer Chemikalien. Es wird hauptsächlich zur Herstellung von Antioxidantien wie Butylhydroxytoluol (BHT) verbraucht. Industriell wurde BHT durch Umsetzung von p-Cresol mit Isobutylen in Gegenwart von Schwefelsäure als Katalysator hergestellt. Die monoalkylierten Derivate von p-Cresol lassen sich zu einer großen Familie von Diphenol-Antioxidantien koppeln, die geschätzt werden, weil sie relativ wenig toxisch sind und nicht verfärben. Cresole allgemein sind Vorstufen oder synthetische Zwischenprodukte für Kunststoffe, Pestizide, Arzneimittel und Farbstoffe. Cresole wurden außerdem verwendet, um Kohlenstoffnanoröhren im großen Maßstab herzustellen, die vereinzelt und nicht verdrillt vorliegen, ohne zusätzliche Chemikalien, die die Oberflächeneigenschaften der Röhren verändern. Cresol-Desinfektionsmittel wirken, indem sie bakterielle Zellmembranen zerstören. Beim Einatmen, Verschlucken oder bei Hautkontakt können Cresole sehr schädlich sein. Beim Menschen beobachtete Wirkungen sind Reizung und Verbrennungen von Haut, Augen, Mund und Rachen, Bauchschmerzen und Erbrechen, Herzschäden, Anämie, Leber- und Nierenschäden, Gesichtslähmung, Koma und Tod. Der von der Occupational Safety and Health Administration festgelegte zulässige Expositionsgrenzwert beträgt 5 ppm (22 mg/m³) als achtstündiger zeitgewichteter Mittelwert, das National Institute for Occupational Safety and Health empfiehlt 2,3 ppm (10 mg/m³).
Regulierung im Duftstoffbereich
Der IFRA-Standard zu p-Cresol gilt für CAS 106-44-5 sowie für Cresol-Gemische (CAS 1319-77-3). Seine Umsetzungsfristen betreffen ausschließlich die Lieferung von Duftstoffmischungen (Rezepturen), nicht die fertigen Verbraucherprodukte auf dem Markt. Der Standard legt für jede der 12 Produktkategorien Höchstkonzentrationen im Fertigprodukt fest: 0,0050 % in den meisten, 0,0017 % in den Kategorien 5D, 8, 11A und 11B und keine Beschränkung in Kategorie 12. Der Gemeinsame FAO/WHO-Sachverständigenausschuss für Lebensmittelzusatzstoffe bewertete p-Cresol zuletzt im Jahr 2000 als Aromastoff und sah bei den derzeitigen Aufnahmemengen keine Sicherheitsbedenken.
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