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{{Infobox Chemikalie
| Strukturformel = [[Datei:3-Methylcholanthrene 200.svg|Strukturformel von 3-Methylcholanthren]]
| Name = 3-Methylcholanthren
| Andere Namen = * 3-Methyl-1,2-dihydrocyclopenta[''ij'']tetraphen ([[IUPAC-Nomenklatur|IUPAC]])
* 20-Methylcholanthren
* 3-MC
* Dihydromethylbenz[''j'']aceanthrylen
* 1,2-Dihydro-3-methyl-benz[''j'']aceanthrylen
| Summenformel = C21H16
| CAS = {{CASRN|56-49-5}}
| EG-Nummer = 200-276-4
| ECHA-ID = 100.000.252
| PubChem = 1674
| ChemSpider = 1611
| Beschreibung = gelbliche Kristalle<ref name="GESTIS">{{GESTIS|Name=3-Methylcholanthren|ZVG=490056|CAS=56-49-5|Abruf=2017-02-10}}</ref>
| Molare Masse = 268,35 [[Gramm|g]]·[[mol]]−1
| Aggregat = fest
| Dichte = 1,28 g·cm−3 (20 °C)<ref name="GESTIS"/>
| Schmelzpunkt = 180 [[Grad Celsius|°C]]<ref name="GESTIS" />
| Siedepunkt = 280 °C bei 107 h[[Pascal (Einheit)|Pa]]<ref name="GESTIS" />
| Dampfdruck =
| Löslichkeit = praktisch unlöslich in Wasser<ref name="GESTIS" />
| Quelle GHS-Kz = <ref name="GESTIS" />
| GHS-Piktogramme = {{GHS-Piktogramme|08}}
| GHS-Signalwort = Gefahr
| H = {{H-Sätze|350|413}}
| EUH = {{EUH-Sätze|-}}
| P = {{P-Sätze|201|308+313}}
| Quelle P = <ref name="GESTIS" />
| MAK = ''nicht eingestuft, da Verdacht auf krebserzeugende Wirkung''<ref name="GESTIS" />
}}

'''3-Methylcholanthren''' oft mit '''3-MC''' abgekürzt, nach der [[Steroid]]-[[Nomenklatur]] auch als '''20-Methylcholanthren''' bezeichnet, ist ein [[Polycyclische aromatische Kohlenwasserstoffe|polycyclischer aromatischer Kohlenwasserstoff]]. Der Grundkörper der Verbindung ist [[Cholanthren]].<ref group="S">{{Substanzinfo|Name=Cholanthren|CAS=479-23-2|Wikidata=Q4499005}}</ref> 3-Methylcholanthren ist stark [[Karzinogen|krebserregend]]. Es wird in der [[Onkologie]] als Karzinogen zum Auslösen von [[Tumor]]en in [[Modellorganismus|Modellorganismen]] verwendet.

Es wurde 1934 von [[James Wilfred Cook]] synthetisiert und als stark karzinogen erkannt.

== Verwendung und Eigenschaften ==
Aufgrund seiner starken krebserzeugenden Wirkung gibt es keine technische Anwendung für 3-Methylcholanthren. In der Onkologie ist es ein häufig verwendetes Standard-Karzinogen, um bei Modellorganismen [[Malignität|maligne]] Tumoren zu erzeugen.<ref>R. T. O. Turner u. a.: ''The role of complement in 3-methylcholanthrene-induced tumour formation.'' In: ''Molecular Immunology'' 44, 2007, S. 3950–3951. {{DOI|10.1016/j.molimm.2007.06.099}}.</ref><ref>D. L. Anger u. a.: ''Spontaneous appearance of uterine tumors in vehicle and 3-methylcholanthrene-treated Wistar rats.'' In: ''[[Reprod Toxicol]]'' 22, 2006, S. 760–764. PMID 16945501.</ref>
3-Methylcholanthren ist dabei ein potenteres Karzinogen als [[Benzo(a)pyren|Benzo[''a'']pyren]].<ref name="coombs">M. M. Coombs und T. S. Bhatt: ''Cyclopenta(a)phenanthrenes.'' CUP Archive, 1987, S. 6. ISBN 0-521-30123-8.</ref> 3-Methylcholanthren ist in Bakterien [[Mutagenität|mutagen]] und führt im [[Knochenmark]] zu [[Chromosomenbruch]] (klastogener Effekt). Im Tierversuch induziert es die Bildung von [[DNA-Addukt]]en.<ref>B. H. Rihn u. a.: ''Genotoxicity of 3-methylcholanthrene in liver of transgenic big Blue mice.'' In: ''[[Environ Mol Mutagen]]'' 36, 2000, S. 266–273.</ref>

Um Tumoren zu erzeugen, bekommen die Versuchstiere 3-Methylcholanthren entweder auf die Haut gepinselt ([[transdermal]]) oder unter die Haut gespritzt ([[subkutan]]) oder über die Nahrung verabreicht ([[peroral]]) oder in die Bauchhöhle injiziert ([[intraperitoneal]]). Die so behandelten Tiere entwickeln in der Regel, abhängig vom Ort der Applizierung, verschiedene Arten von [[Krebs (Medizin)|Krebs]].<ref>P. Bofetta u. a.: ''Cancer risk from occupational and environmental exposure to polycyclic aromatic hydrocarbons.'' In: ''[[Cancer Causes & Control]]'' 8, 1997, S. 444–472, PMID 9498904 (Übersichtsartikel).</ref>

Bei der Applizierung auf die Haut entwickeln sich bei [[Hausmaus|Mäusen]] schnell [[Karzinom]]e. Die subkutane Injektion führt bei Mäusen und [[Farbratte|Ratten]] zu Sarkomen. Die orale Gabe in einer Sesamölverdünnung induziert bei weiblichen Ratten [[Brustkrebs]].<ref>J. Doull u. a. (Editoren): ''Casarett and Doull's Toxicology.'' 3. Auflage, New York, Macmillan Co., Inc., 1986, S. 107.</ref> Werden zuvor die [[Eierstock|Eierstöcke]] entnommen, sinkt das Brustkrebsrisiko deutlich.<ref>C. E. Searle (Editor): ''Chemical Carcinogens.'' ACS Monographie 173, Washington, American Chemical Society, 1976, S. 73.</ref>

Daneben beeinflusst 3-Methylcholanthren die [[Follikulogenese]], den [[Estrogen]]-Haushalt, den [[Sexualzyklus]]<ref>M. Konstandi u. a.: ''Modification of reproductive function in the rat by 3-methylcholanthrene.'' In: ''[[Pharmacol Res]]'' 35, 1997, S. 107–111, PMID 9175578.</ref> und die [[Morphologie (Biologie)|Morphologie]] der [[Spermium|Spermien]]<ref>A. J. Wyrobek und W. R. Bruce: ''Chemical induction of sperm abnormalities in mice.'' In: ''[[PNAS]]'' 72, 1975, S. 4425–4429, PMID 1060122.</ref> der Versuchstiere.<ref>S. M. Borman u. a.: ''Ovotoxicity in female Fischer rats and B6 mice induced by low-dose exposure to three polycylic aromatic hydrocarbons: comparison through calculation of an ovotoxic index.'' In: ''[[Toxicol Appl Pharmacol]]'' 167, 2000, S. 248–254, PMID 10986010.</ref><ref>D. L. Anger u. a.: ''Spontaneous appearance of uterine tumors in vehicle and 3-methylcholanthrene-treated Wistar rats.'' In: ''[[Reproductive Toxicology]]'' 22, 2006, S. 760–764, PMID 16945501.</ref>

3-Methylcholanthren aktiviert den [[Ah-Rezeptor|Aryl-Hydrocarbon-Rezeptor]]. Die Aktivierung des Ah-Rezeptors bewirkt wiederum eine Unterbrechung des [[Estradiol]]-Signalweges. In einigen Zellen wirkt 3-MC als Aktivator der Estrogen-Rezeptoren ER-α und ER-β, während es in anderen Zellen als Suppressor agiert. Die Wirkungsweise ist davon abhängig, ob die jeweilige Zelle in der Lage ist 3-MC zu metabolisieren.<ref>E. Swedenborg: [http://molpharm.aspetjournals.org/cgi/content/full/73/2/575 ''3-Methylcholanthrene displays dual effects on estrogen receptor (ER) alpha and ER beta signaling in a cell-type specific fashion.''] In: ''[[Mol Pharmacol]]'' 73, 2008, S. 575–586, PMID 18003862.</ref><ref>S. R. Myers und J. W. Flesher: ''Metabolism of the carcinogen 3-methylcholanthrene in human bone marrow preparations.'' In: ''[[Drug Metab Dispos]]'' 18, 1990, S. 664–669, PMID 1981717.</ref><ref>M. G. Shou und S. K. Yang: ''Metabolism of 2S-hydroxy-3-methylcholanthrene by rat liver microsomes.'' In: ''[[Carcinogenesis]]'' 11, 1990, S. 2037–2045, PMID 2225338.</ref>

Je nach Organ und dort vorhandenen [[Enzym]]en wird 3-MC unterschiedlich metabolisiert. Als Metaboliten finden sich in der Leber unter anderem 1- oder 2-Hydroxy-, ''cis''- und ''trans''-1,2-Dihydroxy-, 11,12-Dihydroxy-11,12-dihydo- sowie 1- und 2-Keto-3-methylcholanthren.<ref>G. D. Clayton und F. E. Clayton (Editoren): ''Patty's Industrial Hygiene and Toxicology: Volume 2A, 2B, 2C: Toxicology.'' dritte Auflage, John Wiley Sons, 1981–1982. S. 3367.</ref>

3-Methylcholanthren ist stark hydrophob. Der [[Oktanol-Wasser-Verteilungskoeffizient]] (log K) beträgt 6,42.<ref>C. Hansch und A. Leo: ''Substituent Constants for Correlation Analysis in Chemistry and Biology.'' New York, John Wiley and Sons, 1979.</ref> Das Absorptionsmaximum liegt in [[Ethanol]] bei 359 nm.<ref>R. C. Weast (Editor): ''Handbook of Chemistry and Physics.'' 60. Auflage, CRC Press Inc., 1979, S. C–245.</ref>

== Entdeckung und Synthese ==
[[Datei:Desoxycholic acid.svg|links|mini|Die Pyrolyse von [[Desoxycholsäure]] führt zu 3-Methylcholanthren]]
3-Methylcholanthren wurde erstmals von den beiden deutschen Chemikern [[Heinrich Otto Wieland]] und [[Elisabeth Dane]] 1933 entdeckt. Die beiden erhielten die Verbindung als Zersetzungsprodukt von [[Desoxycholsäure]], einem [[Sterine|Sterin]] aus der Familie der Steroide.<ref>H. Wieland und E. Dane: In: ''[[Z physiol Chem]]'' 219, 1933, S. 240.</ref> Die Rückführung der Desoxycholsäure auf das Grundgerüst eines reinen Kohlenwasserstoffs brachte den Strukturbeweis für die Desoxycholsäure.

Die erste Synthese von 3-Methylcholanthren erfolgte 1935 durch die beiden US-Amerikaner [[Louis Frederick Fieser]] und [[Arnold M. Seligman]]. Sie nutzten dabei die [[Elbs-Reaktion]].<ref>L. F. Fieser und A. M. Seligman: ''The Synthesis of Methylcholanthrene.'' In: ''JACS'' 57, 1935, S. 228–229, {{DOI|10.1021/ja01304a508}}</ref><ref>L. F. Fieser und A. M. Seligman: ''The Synthesis of Methylcholanthrene.'' In: ''JACS'' 57, 1935, S. 942–946, {{DOI|10.1021/ja01308a050}}.</ref><ref>L. F. Fieser und A. M. Seligman: ''An Improved Method for the Synthetic Preparation of Methylcholanthrene.'' In: ''JACS'' 58, 1936, S. 2482–2487, {{DOI|10.1021/ja01303a037}}.</ref><ref>L. F. Fieser und E. B. Hershberg: ''Reduction and Hydrogenation of Methylcholanthrene.'' In: ''JACS'' 60, 1938, S. 940–946, {{DOI|10.1021/ja01271a054}}.</ref>

J. W. Cook und G. A. D. Haslewood erkannten das kanzerogene Potenzial von 3-Methylcholanthren kurz nach der Entdeckung durch Wieland und Dane.<ref>J. W. Cook und G. A. D. Haslewood: ''The conversion of a bile acid into a hydrocarbon derived from 1:2-benzanthracene.'' In: ''J Chem Soc'' 428, 1933, S. 758–759.</ref><ref>J. W. Cook und G. A. D. Haslewood: ''The Synthesis of 5:6-Dimethyl-1:2-benzanthraquinone, a Degradation Product of Deoxycholic Acid.'' In: ''J Chem Soc'' 1934, S. 428–433.</ref><ref>J. W. Cook u. a.: ''Chemical Compounds as Carcinogenic Agents.'' In: ''Am J Cancer'' 29, 1937, S. 219–259.</ref>

Fieser postulierte 1936 in seinem Buch ''Chemistry of Natural Products Related to Phenanthrene'', dass viele Krebserkrankungen ihren Ursprung in 3-MC und verwandten Verbindungen hätten, die als Stoffwechselprodukt – beispielsweise von Sexualhormonen oder Cholesterin – im Körpers anfallen. Diese These ist in dieser Form heute nicht mehr haltbar.<ref name="coombs"/>

In der Literatur sind mehrere elegantere Synthesewege zur Herstellung von 3-Methylcholantren beschrieben. So lässt sich beispielsweise aus [[4-Methylindanon]]<ref group="S">{{Substanzinfo|Name=4-Methylindanon|CAS=24644-78-8|KeinCASLink=1|Wikidata=Q72491754}}</ref> und [[N,N-Diethyl-1-naphthamid|''N'',''N''-Diethyl-1-naphthamid]]<ref group="S">{{Substanzinfo|Name=N,N-Diethyl-1-naphthamid|CAS=5454-10-4|KeinCASLink=1|Wikidata=Q82952801}}</ref> ein Lacton erhalten, das nach insgesamt vier Stufen zu 3-MC führt. Die Gesamtausbeute liegt bei etwa 20 %.<ref>S. A. Jacobs und R. G. Harvey: ''Synthesis of 3-methylcholanthrene.'' In: ''Tetrahedron letters'' 22, 1981, S. 1093–1096.</ref>

Eine alternative Synthese geht über [[5-Methylhomophthalsäureanhydrid]],<ref group="S">{{Substanzinfo|Name=5-Methylhomophthalsäureanhydrid|CAS=84944-47-8|KeinCASLink=1|Wikidata=Q131319715}}</ref> das mit in 2-Position [[Organolithium-Verbindungen|lithiiertem]] [[1-Naphthamid]]<ref group="S">{{Substanzinfo|Name=1-Naphthamid|CAS=2243-81-4|Wikidata=Q83047286}}</ref> umgesetzt wird. Dieser Weg geht über fünf Stufen und hat eine Ausbeute von ungefähr 55 %.<ref>T. Gimisis und M. Koreeda: ''A highly efficient synthesis of 3-methylcholanthrene.'' In: ''J Org Chem'' 58, 1993, S. 7158–7161, {{DOI|10.1021/jo00077a045}}.</ref>

3-Methylcholanthren kann sich auch bei der [[Pyrolyse]] von [[Cholesterin|Cholesterol]]-[[Derivat (Chemie)|Derivaten]] bilden.<ref>Merck-Index, 10. Edition, 1983, S. 867.</ref>

== Literatur ==
* P. Sims und P. L. Grover: ''Polycyclic Hydrocarbons and Cancer.'' H. V. Gelboin u. a. (Editoren), Academic Press, 1981.
* E. T. Bloom: ''Quantitative detection of cytetexic antibodies against tumorspecific antigens of murine sarcomas induced by 3-methylcholanthrene.'' In: ''[[J Natl Cancer Inst]]'' 44, 1970, S. 443, PMID 5523193.
* J. D. Kamp und H. G. Neumann: ''Absorption of carcinogens into the thoracic duct lymph of the rat: aminostilbene derivatives and 3-methylcholanthrene.'' In: ''[[Xenobiotica]]'' 5, 1975, S. 717–727.
* E. Bergmann und O. Blum-Bergmann: ''Synthesis of Methylcholanthrene.'' In: ''JACS'' 59, 1937, S. 1573–1575. {{DOI|10.1021/ja01287a502}}
* L. W. Law und M. Lewisohn: [http://cancerres.aacrjournals.org/cgi/reprint/1/9/695.pdf ''Comparative Carcinogenicity of Some Cholanthrene Derivatives.''] (PDF; 358 kB) In: ''[[Cancer Research]]'' 1941, S. 695–698.
* M. J. Shear: ''Studies in Carcinogenesis. III. Isomers of Cholanthrene and Methylcholanthrene.'' In: ''Am J Cancer'' 28, 1936, S. 334–344.

== Einzelnachweise ==
<references/>

== Externe Links zu erwähnten Verbindungen ==
<references group="S" />

{{SORTIERUNG:Methylcholanthren3}}
[[Kategorie:Polycyclischer aromatischer Kohlenwasserstoff]]
[[Kategorie:Onkologie]]
[[Kategorie:Alkylsubstituierter Aromat]]

3-Methylcholanthren - Versionsgeschichte

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