Химически тайни на обонянието, Есета
Курбатова С.В., Яшкин С.Н.
Под ароматни обикновено се разбират приятно миришещи органични вещества. Малко вероятно е някой да каже това за хлор или меркаптан, въпреки че те имат своя собствена миризма. Когато се имат предвид миришещи вещества като цяло, те се наричат миризливи. От химическа гледна точка няма разлика. Но ако науката изучава миришещите субстанции като цяло, то индустрията (и преди всичко парфюмерията) се интересува главно от ароматни субстанции. Вярно е, че тук е трудно да се направи ясна граница. Прочутият мускус – основата на парфюмерията – мирише остро, дори неприятно, но добавен в нищожни количества към парфюмите, подсилва и подобрява миризмата им. Индолът има фекална миризма и разреден - в духовете на "Бял люляк" - не предизвиква такива асоциации.
Между другото, ароматните вещества се различават не само по мирис, всички те имат и физиологичен ефект: някои чрез обонятелните органи върху централната нервна система, други, когато се въвеждат вътре. Например цитралът, вещество с приятен аромат на лимон, използвано в парфюмерията, също е съдоразширяващо и се използва при хипертония и глаукома.
Много ароматни вещества имат и антисептичен ефект: клон от череша, поставен под капачка с блатна вода, унищожава всички микроорганизми за 30 минути.
Всяко разделение на веществата по миризма не е много строго: то се основава на нашите субективни усещания. И често това, което един харесва, друг не харесва. Все още е невъзможно обективно да се оцени, да се изрази миризмата на дадено вещество.
002.gif" /> и някои други.
Естерите обикновено имат плодов или плодово-флорален аромат, което ги прави незаменими в хранително-вкусовата промишленост. В крайна сметка те дават много сладкарски изделияи безалкохолните напитки миришат на плодове. Естерите и парфюмерийната индустрия не са заобиколили вниманието им: практически няма нито един състав, където и да са включени.
На пръв поглед може да изглежда, че колкото повече функционални групи има в една молекула, толкова по-добре или по-силно мирише тя. Често се случва точно обратното. За съединенията от мастната серия (те съдържат вериги от въглеродни атоми) натрупването на различни групи отслабва миризмата. Увеличаването на броя на еднаквите групи "убива" миризмата в ароматните вещества от всички класове.
Размерът на молекулата оказва голямо влияние върху миризмата. Обикновено подобни съединения, принадлежащи към една и съща хомоложна серия, миришат по същия начин, но силата на миризмата намалява с увеличаване на броя на атомите. Съединенията със 17-18 въглеродни атоми, като правило, са без мирис.
Миризмата на цикличните съединения зависи от броя на членовете на пръстена. Ако има 5-6 от тях, веществото мирише на горчиви бадеми или ментол, 6-9 - дава преходна миризма, 9-12 - миризма на камфор или мента, 13 - миризма на смола или кедър, 14-16 - членовете на пръстена причиняват миризма на мускус или праскова, 17-18 - лук, съединения с 18 члена или повече или не миришат изобщо или много слабо.
Силата на аромата също зависи от структурата на въглеродната верига. Например алдехидите с разклонена верига миришат по-силно и приятно от техните изомерни алдехиди с нормална структура. Тази позиция е добре илюстрирана с пример: миристинов алдехид
мирише много слабо и неговият изомер
силен и хубав.
Съединенията от групата на йононите имат, и в силно разреждане, деликатен аромат на теменужки. Очевидно една от причините за това са две метилови групи, свързани с един въглерод в циклохексановия пръстен. Ето как изглежда alphairon, който има най-фината виолетка миризма:
Тези съединения са най-ценнитеароматни вещества, широко използвани в парфюмерийната индустрия.
Ето още един "мост" между структурата и миризмата. Установено е, че съединенията от ароматната серия с третична бутилова група, например кехлибарен мускус, имат най-важната миризма на мускус за цялата парфюмерийна индустрия:
Третични въглероди могат да причинят миризма на камфор. Притежава се от много мастни третични алкохоли, както и от хексаметилетан и метил изобутил кетон:
Заместването на водородни атоми с хлор очевидно има същия ефект като разклоняването. Следователно миризмата на камфор също е присъща на хексахлороетан CCl3 - CCl3.
Положението на заместителите в молекулата оказва голямо влияние върху миризмата. Естерите на -нафтола с приятна и силна миризма се използват широко в парфюмерията, а естерите на -нафтола изобщо не миришат:
-нафтол метилов естер
α-нафтол метилов естер
Същият ефект може да се наблюдава при многократно заместени бензени:
Ванилинът е един от най-известните аромати, а изованилинът мирише на фенол (карболова киселина) и дори при по-високи температури.
Влияе на миризмата и позицията на двойната връзка в молекулата. изоевгенон
Мирисът е по-приятен от този на самия евгенон
Но все пак и двете имат подчертан мирис на карамфил и се използват широко в парфюмите и козметиката. След като двойната връзка се насити обаче, миризмата почти изчезва.
Известни са обаче и обратни случаи. Цикламеналдехидът, вещество с деликатен флорален аромат, едно от най-ценните вещества, съдържа наситена странична верига, а форцикламата, която има двойна връзка в тази верига, има лека неприятна миризма:
Често неприятната миризма на дадено вещество се дължи на тройна връзка. И тук обаче има изключение. Фолион(необходим компонент на много парфюмни композиции) - вещество, в което миризмата на пресни зеленчуци съжителства перфектно с вторична връзка:
Очевидно е, че циклите са от голямо значение за обонянието, особено с 15 - 18 връзки. Тези съединения се намират в натурални продукти, много ценни със своите ароматни свойства. Така веществото мускон е изолирано от жлезите на мускусния елен и цибетон от жлезите на котката цибетка:
Но тази връзка е едностранна: съединения с различна структура, например, притежават миризмата на мускус. Като цяло, химиците познават много вещества с подобни миризми, които са различни по структура, и, обратно, много близки съединения често имат напълно различни миризми.
Етеричните масла са основният "доставчик" на естествени ароматни вещества от древността. Това са смеси със сложен състав, образувани в специални клетки и канали на растения. Съставът на етеричните масла включва различни класове химични съединения: както ароматни, така и хетероциклични, но основният компонент, отговорен за миризмата, са терпените. Естествените терпени могат да се разглеждат като вещества, изградени от тухли от изопрен с обща формула:
От древни времена розовото масло, маслото от сандалово дърво и мускуса са познати на хората. Изкуството за получаване на миризми е било силно развито сред древните: тамянът, открит в гробницата на фараона Тутанкамон, е запазил аромата си и до днес.
Колкото и добри да са естествените аромати, не може да се разчита, че те ще създадат парфюмерийна индустрия: те са твърде малко и трудни за получаване, а някои трябва да се внасят от чужбина. Затова химиците са изправени пред задачата да ги създадат изкуствено.