Citrale  (3,7-dimethyl-2,6-octadien-1-al) o citral, è una miscela racemica, un aldeide monoterpenoide aciclico, composto da due terpenoidi stereoisomeri geometrici, geranial e neral.

Citral è un termine usato per riferirsi a due composti simili, geranial (Citral A) e neral (Citral B), che sono entrambi componenti di molti oli essenziali, tra cui citronella e oli di agrumi. Il termine "Citral" deriva dalla parola latina per limone ("citrus"), che riflette il suo forte aroma di limone.

Il nome definisce la struttura della molecola:

• Citral è un monoterpenoide, il che significa che è derivato da due unità isoprene. L'isoprene è un composto a cinque carboni, e i monoterpenoidi sono una classe di terpeni che consistono in due unità isoprene, o dieci atomi di carbonio in totale.
• La struttura di Citral comprende una lunga catena di carbonio con legami singoli e doppi alternati, caratteristica di molti terpeni e terpenoidi.
• Citral comprende anche un gruppo aldeide (-CHO), che contribuisce al suo forte aroma.
• Le due forme di Citral, geranial e neral, sono isomeri geometrici. Ciò significa che hanno la stessa formula molecolare e sequenza di atomi legati, ma differiscono nell'orientamento dei loro atomi nello spazio. Nel caso del geranial e del neral, la differenza risiede nella posizione del doppio legame adiacente al gruppo dell'aldeide.

Citrale può essere ottenuto per via naturale da oli essenziali come olio di citronella, olio di limone e olio di arancia. Tuttavia, può anche essere sintetizzato chimicamente. 

Preparazione dei reagenti. Le principali materie prime includono citrale naturale (estratto da oli essenziali come l'olio di lemongrass) o materiali di partenza come il geraniolo e il nerolo.

Isomerizzazione.

Per ottenere citrale da geraniolo e nerolo: Il geraniolo e il nerolo vengono trattati con un catalizzatore acido come l'acido fosforico (H₃PO₄) o l'acido cloridrico (HCl) sotto riscaldamento per convertire i due isomeri in citrale.

Estrazione.

Per citrale naturale: L'olio essenziale contenente citrale viene distillato per separare il citrale dagli altri componenti dell'olio essenziale.

Raffinazione. Il citrale estratto o isomerizzato viene ulteriormente purificato mediante distillazione frazionata per ottenere citrale di alta purezza.

Neutralizzazione. Eventuali residui acidi nel citrale vengono neutralizzati con una soluzione di idrossido di sodio (NaOH) e successivamente lavati con acqua distillata.

Essiccazione. La fase organica contenente citrale viene essiccata utilizzando un agente essiccante come il solfato di sodio anidro per rimuovere l'umidità residua.

Filtrazione. La soluzione essiccata viene filtrata per rimuovere eventuali impurità solide.

Distillazione. Il citrale viene purificato ulteriormente mediante distillazione sotto vuoto per ottenere un prodotto puro.

Controllo di qualità. Il citrale viene sottoposto a rigorosi test di qualità per assicurare che soddisfi gli standard di purezza e sicurezza. Questi test includono l'analisi chimica e la spettroscopia.

Si presenta in forma di liquido con colore giallo pallido o giallo con un intenso aroma e sapore di limone.

Da dove viene estratto

Si estrae con procedimento di sintesi principalmente da agrumi, citronella (Cymbopogon citratus) e zenzero (Zingiber officinale). Altre fonti sono l'albero australiano Backhousia citriodora F. Muell.che appartiene alla famiglia delle Myrtaceae e che viene anche chiamato "mirto limone", la pianta orientale Litsea cubeba, l'eucalipto Corymbia citriodora.

A cosa serve e dove si usa

Medicina

In questo studio il citral ha dimostrato  attività pro-apoptotica e antiproliferativa  nelle linee cellulari di carcinoma mammario (1), attività antitumorale su modelli per il cancro al seno (2) e alla prostata (3).

La letteratura scientifica ha da tempo sottolineato l'importanza degli effetti antinfiammatori del citral, coinvolti negli effetti inibitori sulla produzione di citochine ed il suo ruolo come agente immunomodulatore (4).

Inoltre il citral svolge una potente attività antifungina in vitro contro le infezioni dermatologiche più comuni e gli organismi causali includono dermatofiti, lieviti e funghi filamentosi non dermatofiti (5).

Qualche debole effetto diuretico è stato anche mostrato dal citral in somministrazioni orali (6) e, per quanto riguarda l'obesità, ha ridotto i livelli di interleuchina (IL)-6 nell'ipotalamo in studi su animali da laboratorio (7).

Cosmetica

Citral è un ingrediente soggetto a restrizioni III/70 come Voce pertinente negli allegati del regolamento europeo sui cosmetici n. 1223/2009.  Ingrediente a rischio: 3,7-Dimethyl-2,6-octadienal

E' una fragranza, un profumo di sintesi che viene aggiunto a cosmetici, detersivi ed altro sia con l'intento di profumare il prodotto che di svolgere un'azione antifungina. Materia prima per sintetizzare chetone viola, iononi e metilioni.

Fragranza. Ha un ruolo decisivo e importante nella formulazione di prodotti cosmetici in quanto fornisce la possibilità di migliorare, mascherare o aggiungere profumo al prodotto finale aumentandone la commerciabilità. E' in grado di creare un odore gradevole percepibile, mascherare un cattivo odore. Il consumatore si aspetta sempre di trovare un profumo gradevole o particolare in un prodotto cosmetico. 

Profumo. A differenza della fragranza che può contenere anche odori leggermente meno gradevoli o caratteristici, la dizione profumo indica soltanto le profumazioni molto gradevoli. Utilizzato per profumi e materie prime aromatiche.

Agente aromatizzante. Lo scopo di questo ingrediente è modificare la soluzione per conferire un certo aroma. Gli estratti di aromi naturali hanno un costo piuttosto elevato quindi le industrie cosmetiche e farmaceutiche ricorrono a sostanze sintetizzate che abbiano caratteristiche sensoriali  per lo più simili agli aromi naturali o naturalmente equivalenti. Questo ingrediente è isolato attraverso processi chimici o è sintetizzato da sostanze chimiche. E' anche chiamato Aroma.

Sicurezza

Il Citral è generalmente considerato sicuro per l'uso nei prodotti cosmetici, alimentari e per la cura personale. Tuttavia, può causare irritazioni cutanee in individui sensibili, quindi è importante utilizzarlo entro le concentrazioni raccomandate. È biodegradabile e presenta un rischio minimo per l'ambiente quando smaltito correttamente. Come per tutti gli ingredienti cosmetici, è essenziale seguire le linee guida raccomandate per garantire sicurezza ed efficacia.

Per approfondimenti:

Citral, studi

Caratteristiche tipiche ottimali del prodotto commerciale  Citral

Appearance	Pale yellow or yellow-coloured liquid
Density	0.9±0.1 g/cm3        0.888 g/ml
Boiling Point	229.0±9.0°C at 760 mmHg
Melting point	< -10ºC
Flash point	101.7±0.0°C
Vapor pressure	0.2 mm Hg ( 200°C)      0.1±0.5 mmHg at 25°C
Vapor density	5 (vs air)
Refractive index	n20/D 1.488(lit.)
Water	≤0.5%
Acidity(mgKOH/g)	≤0.5
Sulphated ash	≤0.5%/g
Residue on ignition	≤0.1%
Heavy metals	≤10 ppm
PSA	17.07000
LogP	3.17
Safety

• Formula molecolare  C₁₀H₁₆O
• Linear Formula   (CH₃)₂C=CHCH₂CH₂C(CH₃)=CHCHO
• Peso molecolare  152,237 g/mol
• Massa esatta   152.120117
• CAS   5392-40-5    68855-99-2
• UNII    758ZMW724E
• EC Number    226-394-6   290-018-7  
• DSSTox Substance ID DTXSID6024836
• IUPAC  (2E)-3,7-dimethylocta-2,6-dienal
• InChI=1S/C10H16O/c1-9(2)5-4-6-10(3)7-8-11/h5,7-8H,4,6H2,1-3H3/b10-7+  
• InChl Key      WTEVQBCEXWBHNA-JXMROGBWSA-N
• SMILES   CC(=CCCC(=CC=O)C)C
• MDL number  MFCD00006997
• PubChem Substance ID    24893046
• ChEBI  16980
• Beilstein   1721871
• ICSC    1725
• NSC   6170
• RTECS   RG5075000
• NACRES  NA.22
• UN   2810
• FEMA   2303
• JECFA  1225
• SCHEMBL   23073

Sinonimi :

• 2,6-Octadienal, 3,7-dimethyl-
• 3,7-dimethyl-2,6-octadien-1-al
• 2,6-Octadienal,3,7-dimethyl-
• 3,7-Dimethyl-1,2,6-octadienal
• 3,7-Dimethyll-2,6-octadienal
• 3,7-dimethyl-octa-2,6-dienal
• 6-Octadienal,3,7-dimethyl-2
• femanumber2303
• lemsyngb
• NCI-C56348
• Oiloflemongrass
• Neral
• Lemarome
• Lemsyn
• Geranial
• FEMA 2303
• Citrathal
• AKOS NCG1-0113
• Gerznial

Bibliografia____________________________________________________________________

(1) Chaouki W, Leger DY, Liagre B, Beneytout JL, Hmamouchi M. Citral inhibits cell proliferation and induces apoptosis and cell cycle arrest in MCF-7 cells. Fundam Clin Pharmacol. 2009 Oct;23(5):549-56. doi: 10.1111/j.1472-8206.2009.00738.x.

Abstract. Many natural components of plants extract are studied for their beneficial effects on health and particularly on carcinogenesis chemoprevention. In this study, we investigated the effect of citral (3,7-dimethyl-2,6-octadienal), a key component of essential oils extracted from several herbal plants, on the proliferation rate, cell cycle distribution, and apoptosis of the human breast cancer cell line MCF-7. The effects of this compound were also tested on cyclo-oxygenase activity. Citral treatment caused inhibition of MCF-7 cell growth (IC(50)-48 h: 18 x 10(-5)m), with a cycle arrest in G(2)/M phase and apoptosis induction. Moreover, we observed a decrease in prostaglandin E(2) synthesis 48 h after citral treatment. These findings suggest that citral has a potential chemopreventive effect.

(2) Zeng S, Kapur A, Patankar MS, Xiong MP. Formulation, Characterization, and Antitumor Properties of Trans- and Cis-Citral in the 4T1 Breast Cancer Xenograft Mouse Model. Pharm Res. 2015 Aug;32(8):2548-58. doi: 10.1007/s11095-015-1643-0. 

Abstract. Purpose: Citral is composed of a random mixture of two geometric stereoisomers geranial (trans-citral) and neral (cis-citral) yet few studies have directly compared their in vivo antitumor properties. A micelle formulation was therefore developed....Conclusions: Geranial is significantly more potent than neral and citral at 80 mg/kg (p < 0.001) and western blot of tumor tissues confirms that autophagy and not apoptosis is the major mechanism of tumor growth inhibition in p53-null 4T1 cells.

(3) Balusamy SR, Perumalsamy H, Veerappan K, Huq MA, Rajeshkumar S, Lakshmi T, Kim YJ. Citral Induced Apoptosis through Modulation of Key Genes Involved in Fatty Acid Biosynthesis in Human Prostate Cancer Cells: In Silico and In Vitro Study. Biomed Res Int. 2020 Mar 18;2020:6040727. doi: 10.1155/2020/6040727. 

(4) Bachiega TF, Sforcin JM. Lemongrass and citral effect on cytokines production by murine macrophages. J Ethnopharmacol. 2011 Sep 1;137(1):909-13. doi: 10.1016/j.jep.2011.07.021.

(5) Silva Cde B, Guterres SS, Weisheimer V, Schapoval EE. Antifungal activity of the lemongrass oil and citral against Candida spp. Braz J Infect Dis. 2008 Feb;12(1):63-6. doi: 10.1590/s1413-86702008000100014. 

Abstract. Superficial mycoses of the skin are among the most common dermatological infections, and causative organisms include dermatophytic, yeasts, and non-dermatophytic filamentous fungi. The treatment is limited, for many reasons, and new drugs are necessary. Numerous essential oils have been tested for both in vitro and in vivo antifungal activity and some pose much potential as antifungal agents. By using disk diffusion assay, we evaluated the antifungal activity of lemongrass oil and citral against yeasts of Candida species (Candida albicans, C. glabrata, C. krusei, C. parapsilosis and C. tropicalis). This study showed that lemongrass oil and citral have a potent in vitro activity against Candida spp.

(6) Carbajal D, Casaco A, Arruzazabala L, Gonzalez R, Tolon Z. Pharmacological study of Cymbopogon citratus leaves. J Ethnopharmacol. 1989 Feb;25(1):103-7. doi: 10.1016/0378-8741(89)90049-4. 

Abstract. Cymbopogon citratus leaves are employed by the Cuban population as an antihypertensive and anti-inflammatory folk medicine. A 10% or 20% decoction of leaves was tested using arterial pressure in rats, urine production and carrageenan-induced edema in rats. The decoction showed some dose-related hypotensive effects given intravenously and some weak diuretic and anti-inflammatory effect when given orally.

(7) Emílio-Silva MT, Rodrigues VP, Bueno G, Ohara R, Martins MG, Horta-Júnior JAC, Branco LGS, Rocha LRM, Hiruma-Lima CA. Hypothermic Effect of Acute Citral Treatment during LPS-induced Systemic Inflammation in Obese Mice: Reduction of Serum TNF-α and Leptin Levels. Biomolecules. 2020 Oct 17;10(10):1454. doi: 10.3390/biom10101454.

Abstract. Citral is a mixture of monoterpenes present in the essential oil of several plants, such as Cymbopogon citratus and Zingiber officinale, possessing anti-inflammatory, anti-ulcerogenic, and antipyretic actions. We investigated the action of citral on body temperature (Tb) and inflammatory signaling in eutrophic and obese mice during Systemic Inflammation (SI) induced by Lipopolysaccharide (LPS). Thus, we assessed the effect of citral (25, 100, and 300 mg/kg) and ibuprofen in LPS-induced SI in Swiss male mice fed a standard diet (SD) or high-fat diet (HFD) for 12 weeks. Following SI induction, we measured Tb and collected the serum, hypothalamus, and gastric mucosa for biochemical measurements. Acute treatment with citral decreased the Tb of both SD and HFD-fed animals. Citral (300 mg/kg) treatment caused a significantly lower Tb variation in HFD-fed animals than in those fed the SD. Citral reduced peripheral levels of tumor necrosis factor (TNF)-α in SD and HFD mice and decreased serum leptin concentration in HFD mice 90 min after the LPS challenge. Furthermore, citral also reduced interleukin (IL)-6 levels in the hypothalamus of obese mice. In summary, citral effectively reduced Tb during SI by reducing inflammatory mediators with a distinct action profile in HFD mice when compared with SD.