Изучаем химию, или чем пахнут цитрусы

Частенько в парфюмерном магазине, раскладывая по обонятельным полочкам очередную новинку от известного производителя, мы ловим себя на мысли – «ярко-выраженная цитрусовая нотка». Прошла секунда, а мы уже присвоили этим духам ярлык «лёгких». И лишь немногие задумываются, а чем именно пахнут цитрусовые, что помогает лимону пахнуть лимоном.

Химический состав плодов лимона уместится, пожалуй, в небольшой энциклопедии, в то время как веществ, характеризующих его запах, всего 3: лимонен, терпен и цитраль. Все они входят в состав эфирного масла лимона.

Лимонен

Лимонен (1-метил-4-изопропенилциклогексен-1) является основой масел любого цитрусного, за что это соединение так любят использовать в качестве отдушки парфюмеры. В природе существует два оптических изомера, весьма разительно отличающихся друг от друга по запаху – от «хвойного» L-изомера до «лимонного» D. Рацемическая смесь двух соединений называется дипентеном.

Лимонен обычно получали фракционной перегонкой природных эфирных масел (например, масла померанцевой корки). Из синтетических методов стоит отметить нагревание альфа-терпинеола с бисульфитом натрия при температуре 180°С. Однако, выделить чистый лимонен при дегиратации терпинеола не представляется возможным в связи с возможным протеканием побочных реакций (получаются изомеры с различным положением двойной связи и рацетамическая смесь).

Намного удобнее выделять лимонен из тминного масла обработкой бисульфитом (тминное масло также содержит циклический кетон карвон до 50%). В этом случае лимонен остается в растворе, в то время как кетон дает бисульфитное производное. Лимонен отделяют от выпавшего осадка фильтрованием, максимально отмывая последний от эфирного масла. Бисульфитное производное направляется в пищевую промышленность, где используется в качестве тминного ароматизатора. Эфирное масло лимонена, промытое соответствующим растворителем, упаривается на роторном испарителе, фракционируется в вакууме. Для максимальной очистки лимонена перегонку в вакууме повторяют еще раз.

Цитронеллаль

Как мы уже узнали выше, лимонен – не единственное соединение, услышав запах которого, мы вспоминаем лимон. До десяти процентов содержания лимонного эфирного масла составляет производное цитронеллаля — цитраль. Цитронеллаль также можно обнаружить в ряде других эфирных масел, таких как цейлонское, лимонного эвкалипта, мандариновое, масло мелисы.

Объективно говоря, нельзя называть цитронеллаль соединением, так как под этим названием скрывается пара изомерных альдегидов, различающихся положением двойной связи. Смесь альдегидов с преобладанием бетта-формы и обладает запахом цитрусовых; она носит название цитронеллаля. Состав цитронеллаля был подтвержден разложением озонидов, в результате этой реакции получаются и ацетон, и формальдегид. Как и лимонен, в промышленности цитронеллаль получают из эфирных масел.

Также известны методы синтеза цитронеллаля гидрированием гераниола или цитраля, но они используются значительно реже. Промышленный метод включает в себя обработку эфирных масел бисульфитом в присутствии бикарбоната.

Бикарбонат используется для очистки бисульфита от сернистого газа, который осложняет реакцию цитронеллаля с бисульфитом. Более подробно методики превращения душистых соединений цитрусовых можно посмотреть в книге Химия и Технология Синтетических Душистых Веществ , написанной профессором Брюсовой, начиная со страницы 405. Раздел химии, посвящённый душистым соединениям и интересен, и сложен одновременно. Интересен – как все нас окружающее, ответы на что уже в состоянии давать наука. Но приходится поломать голову, разбираясь в веками накопленном учеными опыте. Природа ненароком подкинула разнообразных загадок, непрерывно предоставляя пищу для дальнейшей нашей эволюции. Если у вас осталось желание разобраться в том или ином аромате с позиции химика, попробуйте осилить книгу целиком.