Acido 4-idrossicinnamico

L'acido 4-idrossicinnamico o acido p-cumarico o 4-cumarato, in sigla dall'inglese 4HCA, è un acido fenolico con formula empirica C₉H₈O₃. È il para isomero dell'acido cumarico con la struttura dell'acido cinnamico, in configurazione trans, e un gruppo idrossile ${\displaystyle {\ce {(-OH)}}}$ sostituente in posizione 4 dell'anello benzenico. Essendo l'isomero dell'acido cumarico più abbondante in natura è spesso indicato impropriamente come acido cumarico. Esiste anche un meno comune stereoisomero cis-4-. L'acido 4-idrossicinnamico esiste in tutte le specie viventi, dai batteri all'uomo; nell'uomo può essere rilevato nel sangue, urina, feci.^[1] Per la sua ampia diffusione è nominato con decine di diversi sinonimi compresi: acido naringeninico, acido 3-(4-idrossifenil)acrilico, acido (E)-p-cumarico, ecc..

Acido 4-idrossicinnamico
acido 4-idrossicinnamico
Nome IUPAC
acido (E)-3-(4-idrossifenil)prop-2-enoico
Nomi alternativi
acido trans-p-idrossicinnamico;p-cumarato; acido paracumarico; 4-idrossicinnamato
Caratteristiche generali
Formula bruta o molecolare	C9H8O3
Massa molecolare (u)	164,16 g/mol
Numero CAS	501-98-4
Numero EINECS	610-511-6
PubChem	637542
DrugBank	DBDB04066
SMILES	C1=CC(=CC=C1C=CC(=O)O)O
Proprietà chimico-fisiche
Solubilità in acqua	1,02 mg/mL
Indicazioni di sicurezza
Simboli di rischio chimico
Frasi H	315 - 317 - 319 - 335
Consigli P	261 - P260 - P264 - P270 - P271 - P272 - P280 - P301+P310 - P301+P312 - P301+P330+P331 - P302+P352 - P303+P361+P353 - P304+P340 - P305+P351+P338

È un solido cristallino leggermente solubile in acqua, ma ben solubile in etanolo ed etere dietilico.

Occorrenza in natura

Concentrazione (mg/100g) negli alimenti[2]
Peperoncino	54,00
Ananas	53,00
Girasole	50,55
Curcuma	34,50
Basilico	25,33
Timo	16,05
Spinaci	13,30
Ossicocco	13,23
Noce	12,78
Mirtillo rosso	9,72
Ravanello	9,10
Chiodi di garofano	8,49

Presente anche a livello subcellulare nei mitocondri e citoplasma^[1], l'acido 4-idrossicinnamico è stato isolato in molte specie di diverse famiglie di piante: Asteraceae (Helianthus tuberosus, Taraxacum formosanum), Brassicaceae ( Wasabia japonica ), Crassulaceae (Rhodiola sachalinensis), Fabaceae ( Medicago sativa, Phaseolus aureus, Pisum sativum ), Labiatae ( Salvia officinalis, Scutellaria albida), Piperaceae (Peperomia duclouxii ), Vittariaceae (Vittaria anguste-elongata).^[3]

Il 4HCA è stato isolato in molti funghi: Agaricus Bisporus, Coprinus Comatus, Cordyceps Sinensis, Ganoderma Applanatum, Pleurotus Eryngii, Pleurotus Ostreatus, Sparassis Crispa^[4]

In natura il 4HCA si trova più frequentemente legato sotto forma di glicosidi o esteri piuttosto che in forma libera.^[5][6]

Ridotto a alcole p-cumarico Insieme all'alcool sinapilico e all'alcool coniferilico, l'acido p-cumarico è un componente importante della lignina.

La presenza in tanti vegetali comporta la presenza anche nelle loro parti o derivati edibili. L'acido 4-idrossicinnamico si trova a concentrazioni significative all'interno di pochi cibi diversi alcuni dei quali riportati nella tabella a fianco.

Si trova anche nell'orzo^[7], nel vino e nell'aceto.^[8] Può essere trasferito dai pollini al miele.^[9] L'acido 4-idrossicinnamico è stato anche rilevato, ma non quantificato, in molti altri alimenti.

Anche l'isomero cis-p-cumarico è stato rilevato in natura, ad esempio a concentrazioni relativamente alte (144 mg/100g) nel coriandolo.^[10]

Metabolismo

In varie specie viventi, sono state individuate varie reazioni biochimiche di sintesi (anabolismo) e di degradazione (catabolismo) del 4HCA. È inoltre substrato o intermedio in molte reazioni biochimiche che avvengono in natura nella cosiddetta via dei fenilpropanoidi, che porta alla formazione di cumarine, flavonoidi, stilbenoidi, lignani, monolignoli.

Enzima	Reazione
L-tirosina ammonia-liasi[11]	L-tirosina ⇄ 4HCA + ammoniaca
4-cumarato:CoA ligasi[12]	ATP + 4HCA+ CoA ⇄ AMP + difosfato + 4-coumaroil-CoA
trans-cinnamato 4-monoossigenasi[13]	trans-cinnamato + [NADPH-emoproteina reduttasi]+ + O2 ⇄ 4HCA+ [NADP+-emoproteina reduttasi] + H2O
monofenolo monoossigenasi[14]	4HCA+ O2 + caffeato ⇄ caffeato + H2O + caffeoquinone
idrossicinnamato 4-beta-glucosiltransferasi[15]	UDPG + 4HCA⇄ UDP + 4-O-beta-D-Glucosil-4-idrossicinnamato
acido fenilacrilico decarbossilasi[16]	4HCA⇄ 4-idrossistirene + CO2
4-cumarato 3-idrossilasi	4HCA⇄ caffeato[17]
idrossicinnamoil glucosiltransferasi[15]	UDPG+ 4HCA⇄ UDP + p-Coumaroil-D-glucosio
(E)-4-coumaroil-CoA:(R)-3-(4-idrossifenil)lattato CoA-transferasi[18]	p-Coumaroil-CoA + (R)-3-(4-idrossifenil)lattato ⇄ 4HCA+ (R)-3-(4-idrossifenil)lattoil-CoA
3-(aril)acrilate reduttasi[19]	floretato + flavoproteina (trasferente elettroni)⇄ 4HCA+ flavoproteina (trasferente elettroni) ridotta

Conversione dell'acido p-cumarico in 4-etilfenolo da parte dei Brettanomyces

L'acido p- cumarico è il precursore del 4-etilfenolo prodotto dal lievito Brettanomyces nel vino o nella birra. L'enzima fenilacrilato decarbossilasi^[16] catalizza la conversione dell'acido p- cumarico in 4-vinilfenolo. Vinil fenolo riduttasi catalizza quindi la riduzione del 4-vinilfenolo a 4-etilfenolo. L'acido cumarico viene talvolta aggiunto ai terreni microbiologici, consentendo l'identificazione positiva di Brettanomyces all'olfatto.

Per saturazione del doppio legame della catena 2-propenoica si forma acido floretico, che si trova nel rumine delle pecore alimentate con erba, mentre per idrossilazione e metossilazione in posizione 3 dell'anello benzenico si formano rispettivamente acido caffeico e ferulico. L'acido caffeico, ferulico, floretico sono precursori di decine di altre reazioni biochimiche. L'isomero cis-p-cumarico prodotto per isomerizzazione trans-cis può essere un intermedio nella ciclizzazione interna da cui derivano le cumarine.

Applicazioni

Il 4HCA ha proprietà antiossidanti e può avere un ruolo nel ridurre il rischio di cancro allo stomaco riducendo la formazione di nitrosammine, cancerogene.^[20][21]