p-クレゾール

同定と化学的性質

p-クレゾールはo-クレゾール、m-クレゾールの異性体である。クレゾールは芳香族有機化合物の一群で、天然にも人工的にも存在する、広く分布したフェノール類である。p-クレゾールでは、メチル基がフェノール環のパラ位に結合している。pKaは10.26。他のフェノール類と同様に、クレゾールは空気によってゆっくり酸化され、生じた不純物により試料はしばしば黄色から赤褐色を帯びる。IUPAC推奨名は4-メチルフェノールで、モル質量は108.14 g/mol。沸点は約202 °Cである。分子量108.1 Daと小さく透過性が高いため、腸管関門と血液脳関門の両方を通過しうる。固体は無色、白色またはピンク色を呈し、光や空気にさらされると暗色化する。エタノールとは任意の割合で混和する。

自然界での存在

p-クレゾールは、ヒトの大腸でタンパク質が細菌によって発酵される過程で生成される。糞便と尿中に排泄され、また雌の蚊を引き寄せるヒトの汗の成分でもある。ヒトでは、腸内の嫌気性細菌、とりわけClostridium difficileがチロシンをp-クレゾールに分解する。一部の微生物は、外部から取り込んだp-HPAもp-クレゾールに変換する。抗生物質に曝露されるとClostridium difficileはp-HPAを脱炭酸する酵素を増やし、その結果p-クレゾールの産生が高まって、競合する腸内の共生菌が抑えられ、結腸への定着が助けられる。p-HPA自体も腸内細菌の増殖を遅らせ、グラム陰性菌はグラム陽性菌よりも感受性が高い。もう一つの経路では、ラジカルS-アデノシルメチオニンがチロシンをデヒドログリシンに変換し、ThiHがデヒドログリシンのCα–Cβ結合を切断してp-クレゾールを生じる。この経路はチアミン生合成の第一段階であり、p-クレゾールは副産物として形成される。フェニルアラニンはチロシンにヒドロキシ化されることでも、p-クレゾールの合成につながりうる。結腸の微生物叢はチロシンとフェニルアラニンを、p-クレゾールのようなタンパク質結合性の溶質に変換し、これらは糸球体を通って尿中に排泄される。腎機能が低下するとp-クレゾールは蓄積し、とりわけ慢性腎臓病の患者で顕著である。p-クレゾールはタバコの煙の成分でもある。

p-クレゾールは豚の臭気の主要成分である。雄ゾウのマスト（musth）期の側頭腺分泌物を調べると、フェノールとp-クレゾールの存在が示された。シタバチの一種Euglossa cyanuraを引き寄せる数少ない化合物の一つであり、この種の捕獲と研究に用いられてきた。発情期のウマの尿の成分で、フレーメン反応を引き起こしうる。家畜種における発情期特異的な揮発性化合物でもあり、水牛では発情期の尿、膣粘液、糞便から検出される。

p-クレゾールは、腐臭でハエを誘うビャクブ属（Stemona）の花の香りや、Narcissus viridiflorusの香りに含まれる。オニノヤガラ（Gastrodia elata）に特有の「馬の尿のような」匂いのもとでもある。多くの精油に、通常は微量に見られ、その強烈な香りが動物的な性格を与えている。環境中の発生源には、雨水、石油、溶剤、香水、化粧品がある。

低濃度のクレゾールは、トマト、トマトケチャップ、アスパラガス、チーズ、バター、ベーコン、燻製食品などの一部の食品から見つかっている。コーヒー、紅茶、ワイン、スコッチウイスキー、ブランデー、ラムといった飲料にも含まれる。クレゾールは木材、石炭、化石燃料の燃焼によって環境中に放出され、ヒトの尿の通常の成分でもある。空気中では通常1〜2日で分解され、水中では微生物によって数日で分解される。

工業的用途と危険性

p-クレゾールは他の化学品を製造する際の中間体である。主にブチルヒドロキシトルエン（BHT）などの酸化防止剤の製造に消費される。工業的には、BHTは硫酸を触媒としてp-クレゾールとイソブチレンを反応させて製造されてきた。p-クレゾールのモノアルキル化誘導体はカップリングして、ジフェノール系酸化防止剤の大きな一群を与える。これらは比較的毒性が低く、着色しないことから重宝される。クレゾール類全般は、プラスチック、農薬、医薬品、染料の前駆体または合成中間体である。また、クレゾールはカーボンナノチューブを大規模に製造する際にも用いられており、チューブの表面特性を変える添加化学品を使わずに、ねじれのない分離されたナノチューブが得られる。クレゾール系消毒薬は、細菌の細胞膜を破壊することで作用する。吸入、摂取、または皮膚への塗布により、クレゾールは非常に有害となりうる。ヒトで観察された影響には、皮膚、目、口、喉の刺激と灼熱感、腹痛と嘔吐、心臓障害、貧血、肝臓と腎臓の障害、顔面神経麻痺、昏睡、死亡がある。米国労働安全衛生局（OSHA）が定める許容暴露限界は、8時間加重平均で5 ppm（22 mg/m³）であり、米国国立労働安全衛生研究所（NIOSH）は2.3 ppm（10 mg/m³）を推奨している。

香料における規制

IFRAスタンダード「p-クレゾール」は、CAS 106-44-5に加え、混合クレゾール（CAS 1319-77-3）にも適用される。その実施日は香料混合物（処方）の供給のみに関わるもので、市場に出ている最終消費者製品には関わらない。このスタンダードは、12の製品カテゴリーごとに最終製品中の最大濃度を定めている。大半のカテゴリーでは0.0050%、カテゴリー5D、8、11A、11Bでは0.0017%、カテゴリー12には制限がない。FAO/WHO合同食品添加物専門家委員会は、2000年に香料としてのp-クレゾールを最後に評価し、現在の摂取レベルでは安全上の懸念はないと判断した。

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