velduftende STOFFER, naturlige og syntetiske organiske forbindelser med en karakteristisk lukt, brukt i produksjon av parfymer og kosmetikk, vaskemidler, mat og andre produkter. Utbredt i naturen: finnes i eteriske oljer, velduftende harpikser og andre komplekse blandinger av organiske stoffer isolert fra produkter av plante- og animalsk opprinnelse. Fra parfymeriets fødsel til 1800-tallet var naturlige produkter den eneste kilden til aromatiske stoffer. På 1800-tallet ble strukturen til en rekke aromatiske stoffer etablert, noen av dem ble syntetisert (de første syntetiske analoger av naturlige aromatiske stoffer var for eksempel vanillin med lukten av vanilje, 2-fenyletylalkohol med lukten av rose). På slutten av 1900-tallet ble det utviklet metoder for syntese av ikke bare flertallet av aromatiske stoffer som tidligere ble oppnådd fra naturlige råvarer (for eksempel mentol med lukten av peppermynte, citral med lukten av sitron), men også aromatiske stoffer som ikke finnes i naturen (folion med lukten av fiolblader, jasminaldehyd med duft av sjasmin, cykloacetat med blomsterduft, etc.). Opprettelsen av syntetiske aromatiske stoffer gjør det mulig å tilfredsstille de økende behovene for disse produktene, utvide utvalget, bevare planter og dyr (det er for eksempel kjent at for å få 1 kg roseolje, er det nødvendig å behandle opp til 3 tonn roseblader, og for å produsere 1 kg moskus, ødelegge rundt 30 tusen mannlige moskushjort).
Den mest omfattende gruppen av duftstoffer er estere; mange duftstoffer tilhører aldehyder, ketoner, alkoholer og noen andre klasser av organiske forbindelser. Estere av lavere fettsyrer og mettede alifatiske enverdige alkoholer har en fruktig lukt (såkalte fruktessenser, for eksempel isoamylacetat med lukt av pære), estere av fettsyrer og aromatiske eller terpenalkoholer - blomster (for eksempel benzylacetat). med lukten av sjasmin, linalylacetat med lukten av bergamott), estere av benzosyre, salisylsyre og andre aromatiske syrer - hovedsakelig med en søt balsamicolukt (de brukes ofte som luktfikseringsmidler - sorbenter av duftstoffer; rav og musk brukes til samme formål). Verdifulle aromatiske stoffer blant aldehyder inkluderer for eksempel anisaldehyd med lukten av hagtornblomster, heliotropin med lukten av heliotrop, kanelaldehyd med lukten av kanel og myrzenal med blomsterlukt. Av ketonene er de viktigste jasmone med duft av sjasmin, iononer med duft av fiolett; fra alkoholer - geraniol med lukten av rose, linalool med lukten av liljekonvall, terpineol med lukten av syrin, eugenol med lukten av nellik; fra laktoner - kumarin med lukten av ferskt høy; av terpener - limonen med lukten av sitron.
Forholdet mellom lukten av et stoff og dets kjemiske struktur er ikke studert nok til å forutsi lukten basert på formelen til stoffet, men spesielle mønstre har blitt identifisert for visse grupper av forbindelser. Således fører tilstedeværelsen i et molekyl av flere identiske (for alifatiske forbindelser også forskjellige) funksjonelle grupper vanligvis til en svekkelse av lukten eller til og med dens fullstendige forsvinning (for eksempel når man går fra monohydriske til flerverdige alkoholer). Lukten av forgrenede aldehyder er vanligvis sterkere og mer behagelig enn lukten til deres rettkjedede isomerer. Alifatiske forbindelser som inneholder mer enn 17-18 karbonatomer er luktfrie. Ved å bruke eksempelet på makrosykliske ketoner med formel I, er det vist at lukten deres avhenger av antall karbonatomer i syklusen: med n = 5-7 har ketoner en kamferlukt, med n = 8 - sedertre, n = 9- 13 - musky (i dette tilfellet påvirker ikke utskifting av en eller to CH 2-grupper per O-, N- eller S-atom lukten), med en ytterligere økning i antall C-atomer, forsvinner lukten gradvis.
Likheten til strukturen til stoffer bestemmer ikke alltid likheten til luktene deres. Stoffet med formel II (R - H) har således en ravgul lukt, substans III har en sterk fruktig lukt, og analog II, der R - CH 3, er luktfri.
Cis- og trans-isomerene av noen forbindelser er forskjellige i lukt, for eksempel anetol (trans-isomeren har en anis-lignende lukt, cis-isomeren har en ubehagelig lukt), 3-heksen-1-ol
(cis-isomeren har lukten av friske urter, trans-isomeren har lukten av krysantemum); I motsetning til vanillin har isovillin (formel IV) nesten ingen lukt.
På den annen side kan stoffer som er forskjellige i kjemisk struktur ha en lignende lukt. For eksempel er lukten av rose karakteristisk for rosatone
3-metyl-1-fenyl-3-pentanol
geraniol og dens cis-isomer - nerol, rosenoksid (formel V).
Lukten påvirkes av graden av fortynning av duftstoffer.Derfor har noen rene stoffer en ubehagelig lukt (for eksempel civet, mye brukt i parfyme, med en fekal-musky lukt). Blanding av ulike duftstoffer i visse proporsjoner kan føre til både at det kommer en ny lukt og at lukten forsvinner.
Hensiktsmessigheten av å bruke et bestemt duftende stoff bestemmes ikke bare av lukten, men også av dets andre egenskaper - kjemisk treghet, flyktighet, løselighet, toksisitet; Tilgjengeligheten av teknologisk praktiske og økonomiske produksjonsmetoder er viktig. Duftstoffer brukes i parfymesammensetninger oppnådd ved å blande ulike duftstoffer i visse proporsjoner, samt i sammensetningen av dufter for smakstilsetning av kosmetiske produkter og husholdningskjemikalier, som smaksstoffer i matvarer. Komplekse parfymesammensetninger inneholder vanligvis flere dusin individuelle aromatiske stoffer og forskjellige essensielle oljer (for eksempel inkluderer parfymesammensetningen "Red Moscow" omtrent 80 aromatiske stoffer og mer enn 20 naturlige blandinger). Moderne produksjon av aromatiske stoffer er hovedsakelig basert på kjemiske og skogkjemiske råvarer; Noen aromatiske stoffer er hentet fra essensielle oljer. Volumet av verdensproduksjonen av velduftende stoffer er omtrent 110 tusen tonn/år (over 800 varer); i USSR produserte de omtrent 6 tusen tonn per år (mer enn 150 varer); I Russland har produksjonen av velduftende stoffer praktisk talt opphørt.
Tent. : Voitkevich S.A. 865 duftstoffer for parfymeri og husholdningskjemikalier. M., 1994; Kheifits L. A., Dashunin V. M. Duftstoffer og andre produkter for parfymeri. M., 1994; Kjemi og teknologi for smaker og dufter / Ed. av D. Rowe. Oxf., 2005; Pybus D.N., Selg S.S. Kjemi av dufter. 2. utg. Camb., 2006.
LUKT OG SMAK. Nesen til en syntetisk kjemiker som jobber i et stort laboratorium blir utsatt for seriøse tester hver dag. Tross alt kan noen stoffer selv i ubetydelige mengder drive en person ut av rommet. Hvilke stoffer har den mest ubehagelige lukten og som menneskenes nese er mest følsom for?
Det er en vanlig oppfatning at folk er mer følsomme for ubehagelige lukter. For eksempel har fri smørsyre, som alle karboksylsyrer med et lite antall karbonatomer, en skarp, motbydelig lukt; derfor, når olje ødelegges, frigjøres smørsyre og andre syrer i fri tilstand og gir den en ubehagelig (harsk) lukt og smak. Her er et annet eksempel. Hvitløk og løk lukter skarpt fordi de avgir svovelforbindelser: hvitløk - hovedsakelig diallyldisulfid (CH 2 =CH–CH 2) 2 S 2 og allicin (fra det latinske navnet hvitløk Allium sativum) CH 2 =CH–CH 2 –SO– S –CH 2 –CH=CH 2, løk – allylpropyldisulfid CH 2 =CH–CH 2 –S–S–CH 2 –CH–CH 3 . Interessant nok inneholder ikke hvitløk og løk i seg selv disse forbindelsene, men det er mye av aminosyren cystein med sulfhydrylgrupper –SH. Når hvitløk eller løk kuttes, omdannes disse aminosyrene av enzymer til luktende disulfider. I løk dannes det samtidig tiopropionaldehyd-S-oksid CH 3 –CH 2 –CH=S=O, som er en ganske sterk tårevæske (fra latin lacrima – tåre), dvs. forårsaker tåreflåd. De nevnte disulfidene har forresten et sjeldent trekk. Mange har lagt merke til at det er nesten umulig å bli kvitt lukten av løk eller hvitløk: Verken tannpuss eller munnskylling hjelper. Men faktum er at disse forbindelsene ikke frigjøres fra munnen, men fra lungene! Disulfider, som har penetrert fra mat inn i tarmveggene og videre inn i blodet, føres gjennom hele kroppen, inkludert inn i lungene. Der slippes de ut med utåndingsluft.
En av de mest ubehagelige luktene er besatt av tioler eller merkaptaner med den generelle formelen R–SH (det andre navnet gjenspeiler evnen til disse forbindelsene til å binde kvikksølv, på engelsk kalles denne egenskapen mercury capture). Til naturgassen som brenner i komfyren (mest metan) tilsettes små mengder av et svært sterkt luktende stoff, for eksempel isoamylmerkaptan (CH 3) 2 CH–CH 2 –CH 2 –SH, som gjør det mulig. for å oppdage en gasslekkasje i boligområdet: en person er i stand til å lukte denne forbindelsen i mengden to billioner av et gram! Imidlertid er det sjeldne mennesker (omtrent 1 av 1000 personer) som ikke lukter merkaptan. Kanskje dette delvis forklarer tilfeller av eksplosjoner på grunn av gasslekkasjer? "Luktfargeblindhet", vitenskapelig anosmi (fra gresk osme - lukt), strekker seg noen ganger til alle lukter, oftere til noen spesifikke (spesifikk anosmi). Dermed lukter ikke 2 % av menneskene den søte lukten av isovalerinsyre, 10 % lukter ikke giftig blåsyre, 12 % lukter ikke moskus, 36 % lukter ikke malt, 47 % lukter ikke hormonet androsteron.
Merkaptaner gir en lukt til de ekstremt illeluktende sekresjonene til skunken, et lite dyr av mustelidae-familien (det andre navnet er stinkbug). Det er beskrevet tilfeller der folk mistet bevisstheten etter å ha pustet inn sekretet fra disse dyrene, og til og med kjente hodepine dagen etter. Da kjemikere analyserte skunkens sekresjoner i detalj, fant de 3-metylbutantiol (isoamylmerkaptan) (CH 3) 2 CH–CH 2 –CH 2 –SH, transe-2-buten-1-tiol (krotylmerkaptan) CH 3 –CH=CH–CH 2 –SH og transe-2-butenylmetyldisulfid CH 3 -CH=CH-CH 2 -S-S-CH 3 . Men det viser seg at det er verre lukter. I den berømte Guinness rekordbok er etylmerkaptan C 2 H 9 S H og butylselenomercaptan C 4 H 9 Se H klassifisert som de mest illeluktende kjemiske forbindelsene - lukten deres ligner en kombinasjon av luktene av råtnende kål, hvitløk, løk og kloakk samtidig. Og i læreboken til A.E. Chichibabin Grunnleggende prinsipper for organisk kjemi det heter: «Luften av merkaptaner er en av de mest ekle og sterke luktene som finnes i organiske stoffer... Metylmerkaptan CH 3 SH dannes under hydrolyse av ullkeratin og råtnende proteinstoffer som inneholder svovel. Det finnes også i menneskelig avføring, og er sammen med skatol (b-metylindol) årsaken til deres ubehagelige lukt.»
De blir vanligvis kvitt ubehagelige lukter ved å fylle dem med en sterkere lukt av en eller annen deodorant, som, hvis den brukes ofte, i seg selv kan forårsake ubehagelige assosiasjoner. Et morsomt amerikansk patent fra 1989 for "skunk shampoo", som inneholder en 2% løsning av kaliumjodat KIO 3. Denne forbindelsen oksiderer lett merkaptaner og disulfider til sulfoksider, sulfater eller sulfoner, som er luktfrie.
Og likevel tilhører rekorden for følsomhet en forbindelse med en behagelig lukt. I Guinness rekordbok det er oppgitt at dette stoffet er vanillin: dets tilstedeværelse i luften kan merkes ved en konsentrasjon på 2H 10–11 g per liter. Imidlertid ble denne rekorden slått i 1996. Den nye rekordholderen er den såkalte vinlaktonen, et derivat av metylcykloheksen med en ganske enkel formel C 10 H 14 O 2; det gir røde og hvite viner en søtlig "kokosnøtt"-aroma. Følsomheten til nesen for dette stoffet er fantastisk: det kan føles ved en konsentrasjon på 0,01 pikogram (10–14 eller hundre trillioner av et gram) i 1 liter luft. Ikke mindre overraskende er det at denne funksjonen er karakteristisk for bare én av de romlige isomerene ( cm. ORGANISK KJEMI) lakton, mens lukten av antipoden bare kan føles ved en konsentrasjon på 1 mg/l, som er 11 størrelsesordener høyere!
Som vanlig er det flue i salva her. Dermed gir 2,4,6-trikloranisol CH 3 OS 6 H 2 Cl 3 viner (selvfølgelig ikke av høyeste kvalitet) en "skorpeaktig" lukt. Erfarne smakere kan oppdage tilstedeværelsen av denne forbindelsen ved 10 ng (nanogram) per liter. Heldigvis er dette 6 størrelsesordener større enn vinlakton. Det antas at trikloranisol faktisk dannes i korken på flasken under påvirkning av mikroorganismer. Det er mulig at den primære kilden til dette stoffet er klorholdige insektmidler, som brukes til å drepe insekter i vinkjellere.
Andre kjente luktstoffer ligger langt bak rekordholderne. Noen av dem har imidlertid utrolig holdbarhet. I byen Marrakech i Marokko er det en minaret - et rundt 70 m høyt tårn, bygget etter ordre fra sultanen som et tegn på seier over spanjolene. Minareten er kjent for det faktum at veggene lukter av moskus. Naturlig musk er en verdifull røkelse produsert av kjertlene til den mannlige moskushjorten, et dyr fra hjortefamilien. Lukten av moskus er gitt av 3-methylcyclopentadecanone-1 (muscone). Det viser seg at under byggingen av minareten i 1195 ble rundt tusen poser med moskus blandet inn i sementen som holdt steinene sammen. Og lukten har ikke forsvunnet selv etter 800 år...
Hvis vi brukte mer enn bare den menneskelige nesen for å bestemme duftmesterne, ville resultatene endret seg sterkt. Det er for eksempel kjent hvor mye finere en hunds luktesans er enn vår. Lukteorganene til insekter er uforlignelig mer følsomme. Signalet for dem er spesielle stoffer - feromoner ( cm. MAUR). Følsomheten for dem er fantastisk. For eksempel bruker Atta texana-maur 4-metylpyrrol-2-karboksylsyremetylester for å markere banene deres. Bare ett milligram av denne forbindelsen er nok til å markere en bane som er tre ganger lengre enn jordens ekvator! Det er nok for en maur å syntetisere bare 3 ng av denne forbindelsen for dens behov. Sommerfugler er enda mer følsomme for feromoner - hannene deres føler tilstedeværelsen av hunner i en avstand på flere kilometer. Noen sommerfugler oppdager tilstedeværelsen av feromoner hvis 1 cm 3 luft inneholder et enkelt molekyl! Til sammenligning: vi føler vinlakton i en konsentrasjon på 10–17 g/cm 3, som med en molekylvekt på 134 tilsvarer 45 000 molekyler/cm 3.
Feromoner har vanligvis en molekylvekt fra 100 til 300. Det enkleste "signalmiddelet" i struktur er karbondioksid (karbondioksid). Det fungerer som et feromon for noen arter av maur. Arbeidsmaur befinner seg langt fra maurtuen og finner veien hjem, og beveger seg mot en økning i CO 2 -konsentrasjonen, som er maksimal nær en maurklynge. Denne gassen tiltrekker seg også larvene til noen ormer som lever av maisrøtter. Etter å ha klekket ut, er små larver i stand til å reise opptil 1 meter i bakken på jakt etter mat, styrt av "lukten" av CO 2, som sendes ut av planterøtter.
Forholdet mellom fikentrær, fruktene deres og fikenvepsene som bor i dem er veldig interessant. Når fiken modnes, øker konsentrasjonen av CO 2 i bærene med 10 %. Dette er nok til å få kvinnelige veps til å sove. Hannene forblir aktive, befrukter hunnene og flyr ut og gjør et grep i bærene. Gjennom disse hullene fordamper overflødig CO 2, hunnene våkner og forlater også bærene, samtidig som de bærer plantens pollen på busten.
Forskere har lenge prøvd å forstå hvorfor dette eller det stoffet lukter på denne måten og ikke en annen, men det er fortsatt ingen enhetlig teori om lukt, og det er grunner til dette: for mange mennesker skiller mellom forskjellige lukter (ca. 10 tusen), deres oppfatning er for individuelt. Fysiologer har lenge slått fast at endene til luktende nerver - reseptorer hos mennesker - er lokalisert i epitelet ( cm. HISTOLOGI), fôr den øvre overflaten av nesehulen. Disse sansecellene overfører luktopplevelser til sensoriske områder i hjernen. Parfymere som lager nye komposisjoner – parfymekomponister – er spesielt følsomme for lukt. Man skal imidlertid ikke tro at det er en fornøyelse å jobbe som parfymer. Tross alt kan lukten av mange stoffer i stor grad avhenge av konsentrasjonen. Alle vet at hydrogensulfid lukter råtne egg (det ville være mer riktig å si at råtne egg lukter hydrogensulfid). Men i svært små konsentrasjoner lukter denne giftige gassen behagelig som et nykokt egg. Her er et enda mer fantastisk eksempel. Når proteinforbindelser brytes ned, dannes skatol (b-metylindol), et av benzenderivatene. Det er denne illeluktende blandingen som gir avføring en spesifikk lukt. Men i svært små konsentrasjoner har skatole ikke bare en behagelig lukt, men brukes også i parfymer for å gi produktene en blomsterduft og som fikseringsmiddel. Dessuten tilsettes skatole i små mengder til noen matessenser!
Eksempelet ovenfor er ikke et unntak, men snarere en regel. Tilbake på 1800-tallet. Kjemikere har oppdaget at aldehyder, hvis molekyler inneholder en lang kjede av karbonatomer, er duftstoffer. De kan lukte som jordbær, roser, ferskt gress, sitron, appelsinskall eller mimosa. Dessuten avhenger luktesansen av konsentrasjonen. Dermed har kokosaldehyd, som navnet tilsier, lukten av kokos, men i svært fortynnet tilstand får det en helt annen lukt av aprikos eller fersken. Anisaldehyd, avhengig av konsentrasjonen, lukter av enten ferskt høy, eller nyper, eller hagtornblomster. Generelt, i konsentrert form, har aldehyder, spesielt flyktige, en ganske skarp og til og med irriterende lukt, men når de fortynnes sterkt, utvikler de plutselig en delikat blomsteraroma. Derfor, i små konsentrasjoner, er aldehyder en uunnværlig komponent i de mest verdifulle essensielle oljene, inkludert rose; de gir parfymesammensetninger en spesiell friskhet, og derfor kan ikke en eneste parfyme av høy kvalitet klare seg uten dem.
En teori om lukt er at et luktmolekyl passer inn i luktreseptoren i nesen som en nøkkel i en lås. Denne teorien ble støttet av de forskjellige luktene av romlige (optiske) isomerer av det samme stoffet, hvis molekyler skiller seg som en høyre hånd fra en venstre hånd eller som et objekt fra speilbildet. Slike molekyler kalles chiral (fra den greske arvingen - hånd). Dermed har to isomere stoffer blitt isolert fra spisskummen og grønnmynte - d-karvon og l-karvon. Alle vil være enige om at lukten av mynte og karvefrø ikke er den samme. Eksempler som disse viser at reseptorcellene i nesen som er ansvarlige for luktoppfatning også må være kirale.
Med hensyn til smak er alt langt fra klart, og dette skyldes noen fysiologiske egenskaper ved smaksopplevelser. For det første avhenger smaken av et stoff veldig ofte av lukten. Dette er spesielt merkbart når en person har en alvorlig rennende nese: hvis luktesansen er utelukket, mister den deiligste maten og de beste drinkene all sjarmen for en person. Fysiologer har til og med oppdaget at en person med bind for øynene og klemte nesen (for ikke å lukte maten) er usannsynlig å kunne skille et eple fra en potet eller til og med en løk, rødvin fra kaffe, etc. Noen språk har til og med spesielle ord for å betegne kombinasjonen av smak og lukt (for eksempel smak på engelsk, som omtrent tilsvarer begrepet vårt "bukett" i forhold til vin).
For det andre er smaken av det samme stoffet, viser det seg, ikke en konstant verdi og kan variere mye fra person til person. Det beskrives således et tilfelle hvor en prøvetaker oppdaget bitterheten til fenyltiourea når konsentrasjonen i løsningen bare var 0,01 mg/l, mens andre ikke oppdaget det samme stoffet når den var 2,5 g/l, dvs. 250 tusen ganger mer! Det er enda mer fantastiske stoffer som har flere "ulike smaker" for forskjellige mennesker. For eksempel virker natriumsaltet av benzosyre (C 6 H 5 COONa) søtt for noen, surt for andre, bittert for andre og smakløst for noen. Det er en historie om en jokerkjemiker som, under dekke av et eksperiment, ga en gruppe mennesker en svak løsning av dette stoffet for å prøve (det er ufarlig og brukes til og med som konserveringsmiddel; benzosyren i tyttebær forhindrer dem fra å ødelegge), og ba dem deretter fortelle om følelsene sine. Som regel brøt det ut en trefning: folk kunne ikke forstå hvorfor andre fortalte løgner.
Til slutt, selv for én person, kan smaken av et bestemt stoff variere sterkt avhengig av omstendighetene. Tilbake i forrige århundre beskrev botanikere en afrikansk busk, hvis røde frukter ble kalt "mirakuløse" av lokale innbyggere. Når en person tygger disse fruktene, endres smaksopplevelsene deres - eddik får en behagelig vinsmak, og sitronsaft blir til en søt drink. Andre stoffer forsterker en spesiell smak. Noen av dem er spesielt tilsatt mat. For eksempel gir natriumsaltet av glutaminsyre (HOOC–CH 2 –CH 2 –CH(NH 2)–COOH) en kjøttsmak til ulike retter, selv om de ikke inneholder kjøtt i det hele tatt. Det finnes også kjente stoffer som generelt reduserer smakssansen – både hos mennesker og hos dyr. Disse inkluderer for eksempel noen tioler. Små mengder kobber- og sinksalter gjenoppretter smaken, noe som ikke er overraskende, siden ionene til disse metallene er i stand til å binde seg sterkt med tioler, og danner saltlignende forbindelser.
Alle disse omstendighetene gjør det svært vanskelig å bestemme "rekordholderne" av smak. Det er imidlertid mulig å gi "typiske eksempler" på smaker, som det vanligvis er fire av: søtt, salt, surt, bittert. Alle andre smaker kan fås ved å kombinere de fire andre. (Det er sant, noen fysiologer mener at det er mer enn fire grunnleggende smaker, og legger til dem, for eksempel en brennende smak, "metallisk", mentol, etc.). Et eksempel på bitter er kinin, søtt er sukrose (vanlig rødbete eller rørsukker), salt er natriumklorid (bordsalt), surt er enhver syre med en "smakløs" anion.
Følsomheten til tungen er ikke den samme for "forskjellig smak". Bitre stoffer kommer oftest først. Dette er akkurat tilfelle når en flue i salven ødelegger en tønne med honning. Faktisk oppfattes smaken av bitre stoffer som kinin og stryknin tydelig ved fortynninger på 1:100 000 eller mer (dette er omtrent en teskje av stoffet fortynnet i et halvt tonn vann!). Kinin er det vanligste stoffet mot malaria. Det er beskrevet tilfeller hvor folk klaget over en bitter smak i munnen etter å ha tatt kinin i kapsler (for å forhindre direkte kontakt av stoffet med tungen). Dette forklares sannsynligvis av det faktum at kinin først i blodet stimulerer smaksnervene "fra innsiden av tungen." Men i svært små konsentrasjoner kan den bitre smaken være behagelig; Dermed tilsettes kinin til noen drikker (vanligvis i form av sulfat). Du kan oppdage kinin i tonic vann, ikke bare etter smak, men også av den sterke lyseblå gløden fra drikken under strålene fra en ultrafiolett lampe.
Den mest skarpe smaken er sannsynligvis besatt av en av vanillinderivatene - capsaicin (fra det latinske navnet capsicum capsicum). Den største mengden av det er i den årlige pepperen Capsicum annum - omtrent 0,03%. Hvis du tygger litt av denne pepperen, vil det i veldig lang tid være vanskelig å bli kvitt den brennende smerten i tungen. En person kan tolerere smaken av denne forbindelsen i 2 minutter hvis konsentrasjonen ikke overstiger 0,004 mg/l. Capsaicin har vært kjent siden 1876, og i 1989 ble plantegiften resiniferatoksin isolert, som har tilsvarende fysiologisk effekt, men i konsentrasjoner 10 000 ganger lavere!
Tungens følsomhet for salt, surt og søtt er vanligvis ganske lav, noe som er lett å verifisere eksperimentelt. Dermed kan selv en erfaren smaker bare føle tilstedeværelsen av sukrose i vann når konsentrasjonen er omtrent 3,5 g/l. Fruktose er det søteste av naturlige sukkerarter - bare 1,7 ganger søtere enn sukrose. Imidlertid er det også eksepsjonelt søte forbindelser. Søket deres ble stimulert av behovet for å erstatte naturlig sukker med lavkaloriforbindelser, samt søte stoffer som er ufarlige for diabetikere. En av de første var sakkarin - imid O-sulfobenzosyre, oppdaget ved et uhell i 1878 (kjemikeren satte seg til lunsj uten å vaske hendene grundig etter jobb). Sakkarin er omtrent 500 ganger søtere enn sukker.
I 1969 ble det oppdaget, også ved et uhell, at metylesteren av L-alfa-aspartyl-L-fenylalanin CH 3 OOC–CH(CH 2 C 6 H 5)–NH–CO–CH(NH 2)–CH 2 –COOH søt smak. Stoffet ble kjent under handelsnavnet "aspartam". Aspartam er ikke bare søtere enn sukker (180 ganger), men forbedrer også den søte smaken, spesielt i nærvær av sitronsyre.
Eksperimenter med aspartam viste at den subjektive vurderingen av søthet ikke økte jevnt med konsentrasjonen av løsningen: først øker søthetsvurderingen i poeng raskt, og deretter mer og langsommere. Dette kan forklares på denne måten. Når konsentrasjonen av aspartam øker, binder molekylene seg til et økende antall smaksreseptorer på tungen, som er ansvarlige for å gjenkjenne søt smak. Følgelig øker følelsen av søthet. Men når det er nok aspartam, blir nesten alle smaksløkene "opptatte", slik at en ytterligere økning i konsentrasjonen har liten effekt på søtheten til løsningen.
Det er vanskelig å beskrive hvordan grapefrukt smaker – en blanding av søtt, surt og bittert. Men det var fra fruktene deres at kjemikere, etter å ha behandlet 100 liter juice, isolerte smaksrekordholderen i 1982. Overraskende nok viste det seg å være en merkaptan, dens kjemiske navn er 1- P-menthen-8-tiol. Denne forbindelsen kan smakes i konsentrasjoner så lave som 0,02 ng/L. For å få en slik konsentrasjon i en enorm tankbil med 100 000 tonn vann, må kun 2 mg av stoffet løses opp!
Ilya Leenson
Forskere fra hele verden har utviklet to dusin datamodeller for å lære å forutsi lukten av et molekyl basert på strukturen. Modeller er best til å forutsi intensiteten av lukten, dens behagelighet og likhet med lukten av hvitløk, brennende og krydret aroma, en av medforfatterne av arbeidet, Marat Kazanov, leder for den anvendte bioinformatikksektoren ved Institutt for informasjon Overføringsproblemer ved det russiske vitenskapsakademiet, seniorforsker ved Skolkovo Institute of Science and Technology, fortalte Cherdak. .
Vi lukter takket være signaler sendt til hjernen fra luktneuroner, hvis reseptorer binder seg til molekylene av luktstoffer som kommer inn i nesen vår. Men det er ekstremt vanskelig å forutsi hvilken reaksjon et bestemt molekyl vil forårsake, selv om dette spørsmålet lenge har vært av interesse for begge forskere som studerer interaksjonen mellom molekyler med reseptorer og parfymere.
"Nåværende vitenskapelig kunnskap lar oss forutsi hvilken farge en person vil se hvis vi kjenner bølgelengden til elektromagnetisk stråling, eller hvis vi vet frekvensen til en lydbølge, hvilken tone han vil høre. I motsetning til syn og hørsel, kan forskerne fortsatt ikke forutsi lukt fra den kjemiske strukturen til et molekyl. Lignende molekyler kan forårsake forskjellige lukter, men molekyler med helt forskjellige strukturer kan lukte likt," sa Marat Kazanov.
For eksempel skiller folk perfekt alkoholene n-propanol, n-butanol og n-pentanol ved lukt, selv om formlene deres er like.
Tvert imot, muscone og musk-keton har helt forskjellige formler, men lukter likt - musk. Det er ennå ingen forklaring på denne funksjonen ved luktoppfatning.
"De har prøvd å bygge prediktive beregningsmodeller som kobler den kjemiske strukturen til et molekyl med den oppfattede lukten før, men de var som regel basert på data fra et 30 år gammelt eksperiment med et begrenset sett av aromatiske stoffer," forklarte forskeren.
I dette forsøket bestemte nesten halvannet hundre deltakere hvordan stoffer som for eksempel acetofenon lukter. Totalt 10 stoffer ble brukt i forsøket. I et nytt eksperiment, hvis resultater ble publisert i Vitenskap, det var færre deltakere - 49 personer, men stoffene de vurderte var mye større - 476.
For hvert aromatisk stoff ble graden av uttrykk for ulike egenskaper ved lukten, som intensitet, behagelighet og likhet med 19 gitte lukter (søt, floral, treaktig, gressaktig, etc.) vurdert. For alle aromatiske stoffer ble 4884 molekylære egenskaper beregnet, alt fra standard - molekylvekt, tilstedeværelsen av visse atomer og slutter med molekylets romlige egenskaper.
Disse dataene ble tilbudt medlemmer av DREAM Olfaction Prediction-konsortiet. DREAM Challenges er en crowdsourcing-plattform som lar forskere fra hele verden komme sammen for å løse ulike forskningsproblemer innen biologi og medisin.
I dette tilfellet ble konsortiets deltakere bedt om å bruke de presenterte dataene til å bygge beregningsmodeller som forutsier, basert på molekylære egenskaper, hvordan aromatiske stoffer vil lukte.
Totalt ble det bygget 18 beregningsmodeller. De var best til å forutsi intensiteten til en lukt, deretter dens behagelighet for en person, og deretter dens likhet med 19 gitte lukter. Modellene spådde med trygghet likheter med hvitløk og brennende lukt, søte, fruktige og krydrede aromaer. Det vanskeligste å forutsi var likheten med luktene av urin, tre og surhet.
Modellene viste også noen sammenhenger mellom egenskapene til lukt og molekyler. Så jo høyere molekylvekt, jo svakere, men mer behagelig lukten. Luktintensitet korrelerte også med tilstedeværelsen av polare grupper i molekylet, slik som fenol, enol og hydroksylgruppe, og behagelighet med likheten til molekylet med paklitoksel og citronelylfenylacetat.
Svovelatomene i molekylet var assosiert med lukten av hvitløk og svie, og molekyler som i struktur lik vanillin luktet bakevarer.
Ekaterina Borovikova
Ulike typer luktstoffer som brukes i parfyme kan deles inn i tre kategorier:
- luktende stoffer av planteopprinnelse;
- luktende stoffer av animalsk opprinnelse;
- kunstige (syntetiske) dufter.
Plante dufter Det finnes enten flytende, oljeaktige, såkalte essensielle oljer, eller tyktflytende, harpiksholdige, som inkluderer balsam og gummiharpiks. Franskmennene kaller planteessensielle oljer essenser.
Eteriske oljer er ikke konsentrert i noen spesiell del av planten, men finnes i blomster, frukt, blader, bark, stamme, røtter osv. Men for hver enkelt plante er den eteriske oljen konsentrert i store mengder i en bestemt del av planten. Styrken på lukten som avgis av en plante kan ikke brukes til å bedømme mengden eteriske oljer, siden man i naturen kan finne mange planter som har sterk lukt, men som inneholder ubetydelige mengder eteriske oljer, og omvendt.
Eteriske oljer er ikke spesifikke kjemiske forbindelser; i deres sammensetning er de en blanding av alle slags komplekse forbindelser. Den behagelige lukten av eterisk olje skyldes hovedsakelig tilstedeværelsen av oksygenforbindelser.
Oppgaven til utøvere av parfymeindustrien er å fjerne ikke-luktende stoffer fra essensielle oljer og dermed øke styrken til aromaen. Alle urteluktende stoffer som brukes i parfymeri bør være så ferske som mulig; du må oppbevare dem i et fritt, ikke for tørt rom og undersøke dem nøye fra tid til annen for raskt å fjerne mugne deler.
Fra luktstoffer animalsk opprinnelse i parfymeri brukes følgende: ambra, castorin (beverstrøm), moskus (moskusstrøm) og sivet (cibetjuice). Disse stoffene er ikke parfymeri i ordets rette betydning, men fungerer som en blanding for å fikse og distribuere de fineste plantearomaene.
Bredt brukt kunstige kjemiske dufter. Av disse stoffene er noen syntetiske produkter som i sammensetning tilsvarer naturlige luktstoffer (for eksempel vanillin, kumarin, heliotropin etc.), noen kunstige stoffer gir helt nye luktprodukter (som nerolin, mirbanolje osv. .d. ). Og til slutt, det er syntetiske stoffer som ligner i lukt til naturlige luktstoffer, men i kjemisk sammensetning er helt forskjellige fra sistnevnte; for eksempel brukes ionon, neoviolon i stedet for ekte fiolettolje, benzoaldehyd og nitrobenzen - i stedet for bitter mandelolje, salisylsyremetylester - i stedet for vintergrønn olje; jasmone - i stedet for syrin og liljekonvalloljer; nerolin - i stedet for neroli olje, etc.
Bearbeiding av kunstige luktstoffer til ulike parfymepreparater er mye enklere, raskere og enklere enn bearbeiding av naturlige produkter. Denne omstendigheten sikrer den bredeste distribusjonen av kunstige luktstoffer; i tillegg, selv om prisen på syntetiske luktstoffer er ganske høy, kompenseres den fullt ut av en sterk konsentrert aroma, som kan gi et større produktutbytte med minimale mengder.
Ved å bruke kunstige luktstoffer kan du tilberede parfymepreparater av høy kvalitet, men de kan likevel ikke erstatte helt naturlige produkter. Derfor er det nødvendig å blande kunstige produkter med naturlige produkter, hvis aroma de øker uten å fortrenge den. Kunstige luktstoffer løses lett opp i passende mengde vinalkohol, men det anbefales likevel at løsninger og tinkturer av blomsterleppestifter får stå i fred i to til tre dager for bedre oppløsning. Spesielt egnet er de såkalte blomsteroljene, for eksempel akasie, nellik, hyasint, kassia, tuberose, fiolett osv. De beste av disse oljene er kunstig tysk sjasminolje og kassiatreolje, som allerede i én prosent alkoholløsning er lik styrke som en sterk løsning av eterisk olje hentet fra leppestift.
I motsetning til essenser og ekstrakter hentet fra naturlige luktstoffer, vil vi kalle løsninger laget av kunstige luktstoffer tinkturer.
I tillegg til de egentlige luktstoffene, brukes en rekke hjelpeprodukter i parfymeriet. Disse inkluderer vinsprit, glyserin, fete oljer, fast fett, etc. Renheten og kvaliteten til disse stoffene er avgjørende for suksessen til virksomheten, som et resultat av at alle disse produktene må testes nøye. Så for eksempel vinalkohol må ha en styrke på minst 90-95°, og må være helt fri for fuseloljer.
Fettet som kreves for leppestifter må være friskt, uten fremmed lukt eller harskhet. Det er best å smelte fett (vanligvis svinefett) selv ved lavest mulig temperatur med en liten mengde alun og bordsalt. Når fettet har smeltet, tøm det gjennomsiktige laget for urenhetene som har lagt seg til bunnen og vask det med vann etter avkjøling. Det er tilrådelig å la parfymepreparater tilberedt med alkohol stå i mer eller mindre lang tid.
Kommunal utdanningsinstitusjon "Videregående skole nr. 45"
Kursarbeid
Kjemi av lukter.
Sjekket av: Duda L.N.
Fullført av: elev av klasse 11 "b"
Kovalev Dmitry Vasilievich
Kemerovo.
Introduksjon
Dufter
Klassifisering av luktstoffer
Forholdet mellom lukten av et stoff og dets struktur
Lukt
Duftende replikk
Duftende estere
Konklusjon
applikasjoner
Litteratur
Introduksjon
For nesten 2000 år siden trodde den eldgamle vitenskapsmannen, poeten og filosofen Titus Lucretius Carus at det fantes bittesmå porer av forskjellige størrelser og former i nesehulen. Hvert duftende stoff, resonnerer han, avgir små molekyler med sin egen karakteristiske form. Lukt oppfattes når disse molekylene kommer inn i porene i lukthulen. Gjenkjennelsen av hver lukt avhenger av hvilke porer disse molekylene passer inn i.
I 1756 fremmet M. V. Lomonosov, i sitt arbeid "A Word on the Origin of Light, Presenting a New Theory of Colors," ideen om at endene til nervecellene induserer vibrasjoner av partikler av materie. I dette arbeidet skrev han om de "roterende" (oscillerende) bevegelsene til eterpartikler som stimulerende midler for sansene, inkludert syn, smak og lukt.
I løpet av det siste århundret har rundt 30 teorier blitt foreslått, hvor forfatterne forsøkte å forklare luktens natur og dens avhengighet av egenskapene til det luktende stoffet. Det er nå fastslått at luktens natur, i likhet med lysets natur, har en dobbel karakter: korpuskulær (avhengig av strukturen til luktstoffet) og bølge.
Noen identiske molekyler har forskjellig lukt, det vil si at hovedrollen spilles av den geometriske formen til molekylene til det luktende stoffet. Dette forklares av det faktum at på lukthårene i nesehulen er det hull med fem hovedformer som oppfatter henholdsvis fem lukter (kamfer, musk, blomster, mynte, eterisk). Når et molekyl av et luktstoff, likt i konfigurasjon som det, kommer inn i hullet, da føles lukten (J. Eimour, 1952). Dermed viste Lucretius' spekulative konklusjon seg å være vitenskapelig underbygget. Det er ytterligere to hovedlukter - skarp og forråtnende, men deres oppfatning er ikke relatert til formen på hullene, men til en annen holdning til de elektriske ladningene til skjeden som dekker endene av luktnervene. Alle eksisterende lukter kan oppnås ved å blande de gitte syv luktene i passende kombinasjoner og proporsjoner.
I følge moderne data absorberer og avgir molekyler av luktende stoffer bølger med en lengde på 1 til 100 mikron, og menneskekroppen ved normal temperatur absorberer og avgir bølger med en lengde på 4 til 200 mikron. De viktigste elektromagnetiske bølgene har en lengde på 8 til 14 mikron, som tilsvarer bølgelengden til den infrarøde delen av spekteret. Absorpsjonen av luktstoffer oppnås av ultrafiolette stråler og absorpsjon av infrarøde stråler. Ultrafiolette stråler dreper mange lukter, og dette brukes til å rense luften for unødvendig lukt.
Disse dataene, så vel som studiet av spekteret av lukt, gir grunn til å tro at lukt har en fysisk natur, og til og med omtrentlig indikerer deres plassering i de infrarøde og ultrafiolette delene av skalaen til elektromagnetiske oscillasjoner. Dermed har Lomonosovs idé om de "roterende" bevegelsene til eterpartikler som stimulerende midler for sansene funnet vitenskapelig bekreftelse.
Ovennevnte teorier gjorde det mulig å lage enheter som var i stand til å "lukte" luktbuketter, bestemme typer vin, kaffe, tobakk, ulike matprodukter osv. Egenskapene til hver lukt kan nå registreres og reproduseres ved hjelp av ulike tekniske enheter. For eksempel, på kinoer i Tokyo, er forskjellige scener av en film ledsaget av forskjellige lukter, hvis type og intensitet bestemmes ved hjelp av en datamaskin og distribueres over hele teatret.
Syv farger i spekteret, syv enkle lyder og syv luktkomponenter - det er dette som utgjør hele utvalget av farger, lyder og lukter. Dette betyr at det er generelle mønstre i visuelle, smaks- og luktesanser, det vil si at du kan få en akkord ikke bare av lyd og farge, men også av lukt.
Dufter
Med velduftende mener vi vanligvis behagelig luktende organiske stoffer. Det er usannsynlig at noen vil si dette om klor eller merkaptan, selv om de har sin egen lukt. Når det menes stoffer som lukter generelt, kalles de luktende. Fra et kjemisk synspunkt er det ingen forskjell. Men hvis vitenskapen studerer luktstoffer generelt, så er industrien (og først og fremst parfymeindustrien) hovedsakelig interessert i duftstoffer. Riktignok er det vanskelig å trekke en klar linje her. Den berømte musken - grunnlaget for parfyme - lukter skarpt, til og med ubehagelig, men når den tilsettes i små mengder til parfyme, forbedrer og forbedrer den lukten. Indol har en fekal lukt, men fortynnet indol - i White Lilac-parfymen - fremkaller ikke slike assosiasjoner.
Forresten, duftstoffer skiller seg ikke bare i lukt, de har alle også en fysiologisk effekt: noen gjennom luktorganene på sentralnervesystemet, andre når de administreres oralt. For eksempel er citral, et stoff med en behagelig sitronlukt, brukt i parfyme, også en vasodilator og brukes mot hypertensjon og glaukom.
Mange aromatiske stoffer har også en antiseptisk effekt: en fuglekirsebærgren plassert under en hette med sumpvann ødelegger alle mikroorganismer etter 30 minutter.
Enhver inndeling av stoffer etter lukt er ikke veldig streng: den er basert på våre subjektive opplevelser. Og ofte det en person liker, liker ikke en annen. Det er fortsatt umulig å objektivt vurdere eller uttrykke lukten av et stoff.
Det er vanligvis sammenlignet med noe, for eksempel med lukten av fiolett, oransje, rose. Vitenskapen har samlet mange empiriske bevis som forbinder lukt med strukturen til molekyler. Noen forfattere siterer opptil 50 eller flere slike "broer" mellom struktur og lukt. Det er ingen tvil om at duftstoffer som regel inneholder en av de såkalte funksjonelle gruppene: karbinol -C-OH, karbonyl >C=O, ester og noen andre.
Estere har vanligvis en fruktig eller fruktig-blomstret lukt, noe som gjør dem uunnværlige i næringsmiddelindustrien. Tross alt gir de mange konfektprodukter og brus en fruktig lukt. Parfymeindustrien har ikke ignorert estere: det er praktisk talt ikke en enkelt sammensetning der de ikke er inkludert.
Klassifisering av luktstoffer
Luktstoffer forekommer i mange klasser av organiske forbindelser.
Strukturen deres er veldig mangfoldig: de er åpne kjedeforbindelser av mettet og umettet natur, aromatiske forbindelser, sykliske forbindelser med forskjellige antall karbonatomer i syklusen. Det er gjort forsøk gjentatte ganger på å klassifisere luktstoffer etter lukt, men de har ikke lyktes, siden en slik fordeling i grupper møter betydelige vanskeligheter og mangler vitenskapelig grunnlag. Klassifiseringen av luktstoffer i henhold til deres formål er også veldig vilkårlig, siden de samme luktstoffene har forskjellige formål, for eksempel for parfymer, godteri, etc.
Det er mest hensiktsmessig å klassifisere luktstoffer i grupper av organiske forbindelser. En slik klassifisering vil gjøre det mulig å assosiere lukten deres med strukturen til molekylet og den funksjonelle gruppens natur (se vedlegg, tabell 1).
Den største gruppen av luktstoffer er estere. Mange luktstoffer tilhører aldehyder, ketoner, alkoholer og noen andre grupper av organiske forbindelser. Estere av lavere fettsyrer og mettede fettalkoholer har en fruktig lukt (fruktessenser, for eksempel isoamylacetat), estere av alifatiske syrer og terpen eller aromatiske alkoholer - blomster (for eksempel benzylacetat, terpinylacetat), estere av benzosyre, salisylsyre og andre aromatiske syrer - hovedsakelig søt balsamico lukt.
Mettede alifatiske aldehyder inkluderer for eksempel dekanal, metylnonylacetaldehyd, terpenaldehyder - citral, hydroksitronellal, aromatiske - vanillin, heliotropin, fettaromater - fenylacetaldehyd, kanelaldehyd. Av ketonene er de mest utbredte og viktige alicykliske, som inneholder en ketogruppe i syklusen (vetion, jasmone) eller i sidekjeden (iononer), og fete aromatiske (n-metoksyacetofenon), blant alkoholer - enverdige terpener ( era-niol, linalool, etc. ) og aromatisk (benzylalkohol).
Forholdet mellom lukten av et stoff og dets struktur
Omfattende eksperimentelt materiale om forholdet mellom lukten av forbindelser og strukturen til deres molekyler (type, antall og plassering av funksjonelle grupper, størrelse, forgrening, romlig struktur, tilstedeværelse av flere bindinger, etc.) er ennå ikke tilstrekkelig til å forutsi lukten. av et stoff basert på disse dataene. Likevel er det identifisert noen spesielle mønstre for visse grupper av forbindelser. Akkumulering av flere identiske funksjonelle grupper i ett molekyl (og i tilfelle av alifatiske forbindelser, forskjellige) fører vanligvis til en svekkelse av lukten eller til og med dens fullstendige forsvinning (for eksempel når du går fra monohydriske til flerverdige alkoholer). Lukten av aldehyder med isostruktur er vanligvis sterkere og mer behagelig enn lukten til isomerer med normal struktur.
Størrelsen på molekylet har en betydelig innflytelse på lukten. Vanligvis har nabomedlemmer av en homolog serie en lignende lukt, og styrken endres gradvis når den flyttes fra ett medlem av serien til et annet. Når en viss molekylstørrelse er nådd, forsvinner lukten. Således er alifatiske forbindelser med mer enn 17-18 karbonatomer vanligvis luktfrie. Lukten avhenger også av antall karbonatomer i syklusen. For eksempel har makrosykliske ketoner C 5-6 lukten av bitre mandler eller mentol, C 6-9 - gir en overgangslukt, C 9-12 - lukten av kamfer eller mynte, C 13 - lukten av harpiks eller sedertre,
C 14-16 - lukten av moskus eller fersken, C 17-18 - lukten av løk, og forbindelser med C 18 og mer lukter enten ikke i det hele tatt eller lukter veldig svakt:
Aromaens styrke avhenger også av graden av forgrening av kjeden av karbonatomer. For eksempel har myristisk aldehyd en veldig svak lukt, men isomeren har en sterk og behagelig lukt:
Likheten til strukturene til forbindelser bestemmer ikke alltid likheten til luktene deres. For eksempel er β-naftolestere med en behagelig og sterk lukt mye brukt i parfyme, mens α-naftolestere ikke lukter i det hele tatt:
Den samme effekten er observert i polysubstituerte benzener. Vanillin er et av de mest kjente aromastoffene, og isovillin lukter fenol (karbonsyre), og selv da ved forhøyede temperaturer:
Tilstedeværelsen av flere bindinger er et av tegnene på at et stoff har en lukt. Tenk for eksempel på isoeugenone og eugenone:
Begge stoffene har en distinkt nellikduft og er mye brukt i parfymeri. Dessuten har isoeugenon en mer behagelig lukt enn eugenon. Men når dobbeltbindingen deres er mettet, forsvinner lukten nesten.
De motsatte tilfellene er også kjent. Cyclamen-aldehyd (cyclamal) - et stoff med en delikat blomsterlukt - et av de mest verdifulle stoffene, inneholder en mettet sidekjede, og forcyclamen, som har en dobbeltbinding i denne kjeden, har en svak ubehagelig lukt:
Ofte skyldes den ubehagelige lukten av et stoff trippelbindingen. Det er imidlertid et unntak her også. Folion er en nødvendig komponent i mange parfymesammensetninger - et stoff der lukten av friskt grønt sameksisterer perfekt med en trippelbinding:
På den annen side kan stoffer som er forskjellige i kjemisk struktur ha lignende lukt. For eksempel er en roselignende lukt karakteristisk for 3-metyl-1-fenyl-3-pentanolrosacetat, geraniol og dens cis-isomer - nerol, rosenoksid.
Graden av fortynning av stoffet påvirker også lukten. Dermed har noen luktstoffer i sin rene form en ubehagelig lukt (for eksempel civet, indol). Blanding av ulike duftstoffer i et visst forhold kan føre til både utseendet av en ny lukt og at den forsvinner.
Så, i den stereokjemiske teorien (J. Eymour, 1952), ble eksistensen av 7 primære lukter antatt, som tilsvarer 7 typer reseptorer; interaksjonen mellom sistnevnte med molekyler av velduftende stoffer bestemmes av geometriske faktorer. Samtidig ble molekylene til velduftende stoffer vurdert i form av stive stereokjemiske modeller, og luktreseptorene ble vurdert i form av hull i forskjellige former. Bølgeteorien (R. Wright, 1954) postulerte at lukt bestemmes av spekteret av vibrasjonsfrekvenser til molekyler i området 500-50 cm-1 (l ~ 20-200 µm). I følge teorien om funksjonelle grupper (M. Betts, 1957) avhenger lukten av et stoff av den generelle "profilen" til molekylet og av de funksjonelle gruppenes natur. Imidlertid kan ingen av disse teoriene forutsi lukten av aromatiske stoffer basert på strukturen til molekylene deres.
Lukt
Inntil nå har virkningsmekanismen til luktstoffer på luktorganet ikke blitt fullstendig belyst. Det finnes ulike teorier, både fysiske og kjemiske, der forskere forsøker å forklare denne mekanismen.
For å oppfatte en lukt, er det nødvendig med direkte kontakt av luktstoffmolekylet med luktreseptorene. I denne forbindelse er de nødvendige egenskapene til et luktstoff flyktighet, løselighet i lipider og til en viss grad i vann, tilstrekkelig evne til adsorpsjon på luktforingen, visse grenser for molekylvekt osv. Men det er ikke kjent hvilken fysisk eller kjemisk egenskaper bestemmer effektiviteten til et stoff som et luktemiddel irriterende.
Forskere var i stand til å bygge en kjede fra samspillet mellom et luktstoff med en reseptor til dannelsen i hjernen av et klart inntrykk av en viss lukt. En viktig rolle i dette ble spilt av forskningen til de amerikanske vitenskapsmennene Richard Axel og Linda Buck, som de ble tildelt Nobelprisen i fysiologi og medisin for i 2004.
Nøkkelen til å avdekke prinsippene for luktesystemet var oppdagelsen av en enorm familie på omtrent tusen gener som kontrollerer funksjonen til luktreseptorene. En artikkel som beskriver denne oppdagelsen ble publisert av L. Buck og R. Axel i 1991. Mer enn 3 % av det totale antallet gener i kroppen er involvert i luktgjenkjenning. Hvert gen inneholder informasjon om én luktreseptor - et proteinmolekyl som reagerer med et luktstoff. Olfaktoriske reseptorer er festet til membranen til reseptorceller, og danner luktepitelet. Hver celle inneholder reseptorer av bare én bestemt type.
Proteinreseptoren danner en lomme for å binde et molekyl av et kjemisk stoff som har en lukt (luktstoff). Reseptorer av forskjellige arter er forskjellige i detaljene i strukturen, så fellelommene har forskjellige former. Når molekylet kommer dit, endres formen på reseptorproteinet og prosessen med nervesignaloverføring starter. Hver reseptor kan registrere molekyler av flere forskjellige luktstoffer, hvis tredimensjonale struktur i en eller annen grad tilsvarer formen på lommen, men signalet fra forskjellige stoffer er forskjellig i intensitet. I dette tilfellet kan molekyler av samme luktstoff aktivere flere forskjellige reseptorer samtidig.
I tillegg til proteinreseptoren inneholder luktepitelet til dyr en annen høymolekylær komponent som også er i stand til å binde luktstoffer. I motsetning til membranprotein er det vannløselig, og i det minste en del av det finnes i slimet som dekker lukteepitelet. Det har blitt fastslått at det er av nukleoprotein natur. Konsentrasjonen i epitelet er flere tusen ganger større enn membranreseptorens, og dens spesifisitet for luktstoffer er mye mindre. Forskere mener at det er en del av et ikke-spesifikt system som sikrer rensing av luktepitelet fra ulike luktstoffer etter at handlingen deres avsluttes, noe som er nødvendig for mottak av andre lukter.
Med andre ord antas det at nukleoproteinet, som kommer inn i slimet, er i stand til å øke sin strømstyrke og derved øke effektiviteten til å rense lukteepitelet. Det er også mulig at nukleoproteinet, som er i slim, fremmer oppløsningen av luktstoffer i det og muligens utfører transportfunksjoner.
Denne kombinasjonen av reseptormangfold og de kjemiske egenskapene til molekylene de samhandler med genererer et bredt bånd av signaler som skaper et unikt luktfingeravtrykk. Hver lukt mottar som det var en kode (som en strekkode på varer), som den umiskjennelig kan gjenkjennes ved neste gang.
Luktesansen spiller en ekstremt viktig rolle i livet til både dyr og mennesker. Luktfunksjonene i dyrenes liv er spesielt forskjellige. Luktesansen hjelper dem med å søke og velge mat, signaliserer tilstedeværelsen av fiender og hjelper med orientering på land og i vann (for eksempel tilbakeføring av laksefisk til foreldrereservoarene, lukten av vannet som de husker ).
Luktens viktige rolle i dyrs søk etter individer av det motsatte kjønn er kjent. I dette tilfellet utføres informasjon gjennom kjemikalier, såkalte feromoner eller telergoner, som skilles ut av spesielle kjertler. Feromoner er ekstremt effektive biologisk aktive forbindelser og er preget av høy spesifisitet. På grunn av disse egenskapene brukes de for eksempel til å tiltrekke og drepe insekter. Vanligvis er hvert dyr mest følsomt for forbindelser som er spesielt viktige for det under normale leveforhold. Derfor har hver dyreart et spesielt spekter av lukt. Små insekter er i stand til å oppfatte bare en lukt - lukten av et seksuelt attraktivt stoff. En bie med et mer utviklet luktesystem kan skille hundrevis av lukter. Hos dyr med en høyt utviklet luktanalysator, som hunder, spiller luktesansen en dominerende rolle på mange måter.
Til tross for at dyr har en mer subtil luktesans enn mennesker, er spekteret av lukter som oppfattes av mennesker mye bredere.
En person kan lære å gjenkjenne opptil 4000 forskjellige lukter, og de mest følsomme menneskene for dem - mer enn 10 000. Men dette krever spesiell opplæring i å gjenkjenne lukt. Det er kjent at erfarne kokker kan bestemme hvor godt saltet det er ved lukt alene, uten å smake på maten. Hvordan de gjør dette er et mysterium, for salt lukter ikke. Selvfølgelig er det ikke alle mennesker som har slike evner.
I menneskers liv spiller luktesansen ikke en så viktig rolle som i dyrenes liv, med unntak av tilfeller av blindhet og døvhet, når kompenserende utvikling av eksisterende sanseorganer, inkludert lukt, oppstår. Imidlertid har innånding av luktstoffer en svært betydelig fysiologisk effekt på menneskekroppen. Lukter påvirker ytelsen, endrer muskelstyrke (øker - ammoniakk, søt og bitter lukt), endrer gassutveksling (øker - musk, og reduserer - mynte, rose, kanel, sitron og bergamottoljer, etc.), endrer pusterytmen og puls (øke og utdype - oreganoolje og ubehagelige lukter, vanillin, rose og bergamottolje og behagelige lukter har motsatt effekt), endre hudtemperatur (øke - bergamott og roseolje, vanillin, redusere - ubehagelig lukt), endre blodtrykk ( øke - ubehagelig lukt, senke - bergamott og roseolje og behagelig lukt), endre intrakranielt trykk (ubehagelig lukt øker, og behagelig lukt reduseres), påvirke hørselen (ubehagelig - redusere), endre kvaliteten på synet (bergamottolje forbedrer synet i skumringen , ubehagelig lukt - forverres).
Menneskets følsomhet for oppfatningen av lukt er preget av den såkalte terskelkonsentrasjonen (minimumskonsentrasjonen av et luktstoff hvor en luktfornemmelse oppstår). For mange duftstoffer ligger den i området 10~8-10~p g/l i luften. Menneskets oppfatning av lukt (intensitet og kvalitet) er individuell. I tillegg er smak i forhold til lukt ekstremt variert, men til en viss grad kan de generaliseres: noen foretrekker lukten av nellik og patchouli, andre foretrekker subtile, søtelige, delikate og friske blomsterlukter, etc.
Konvensjonelt kan lukt deles inn i tre grupper: hyggelig, ubehagelig og likegyldig. En behagelig lukt er en som, når den inhaleres, vil en person gjerne føle den mye lenger, noe som gir nytelse. Men det er mange lukter som er behagelige for noen og ubehagelige for andre, det vil si at den psykologiske definisjonen av kvaliteten på en lukt er relativ. En definitivt ubehagelig lukt bør betraktes som en som fremkaller ubehagelige ideer i hjernen om nedbrytning og råtning. Likegyldige lukter er de som ikke oppfattes, som vi er så vant til at vi har sluttet å legge merke til dem, for eksempel den vanlige lukten av luft, hus, parfyme osv. Begrepet likegyldighet går noen ganger så langt at selv luften av laboratorier overmettede med lukt kan bli likegyldige for de som konstant jobber der.
Med langvarig eksponering for en viss lukt, blir en person gradvis immun mot det, og noen ganger slutter han å føle det, for eksempel kumarin - etter 1-2 minutter, citral - etter 7-8 minutter. Dette fenomenet kalles lukttilpasning. Varigheten og dybden avhenger av intensiteten og naturen til lukten til det luktende stoffet, samt varigheten av eksponeringen. Med lukttilpasning er det en nedgang i følsomheten ikke bare for stoffet som ble brukt, men også for andre luktstoffer. Mekanismene for lukttilpasning er fortsatt ikke helt klare, siden tilpasning er en subjektiv faktor som er veldig forskjellig fra person til person.
Duftende replikk
La oss starte med å skaffe naturlige aromatiske stoffer fra planter.
Duftstoffer finnes vanligvis i planter i form av små dråper i spesielle celler. De finnes ikke bare i blomster, men også i blader, i fruktskall og noen ganger til og med i tre.
Innholdet av essensielle oljer i de delene av plantene som brukes til å oppnå dem varierer fra 0,1% til 10%. Det at de kalles oljer bør ikke villede oss. Eteriske oljer har ingenting til felles med vanlige vegetabilske oljer: linfrø, solsikke, mais, det vil si med flytende fett. De er mer eller mindre komplekse blandinger av velduftende organiske stoffer av ulike typer.
Blant dem er estere, aldehyder og alkoholer av de mettede, umettede og aromatiske seriene spesielt vanlige.
Terpener og deres derivater er svært viktige komponenter i essensielle oljer.
La oss vurdere formlene til noen representanter for denne klassen av forbindelser: 
Terpinen– syklisk hydrokarbon. Det finnes i spormengder i mange essensielle oljer. Limonene– En viktig komponent i sitronskallolje. Pinen er hovedkomponenten i gummiterpentin. Den fungerer som startforbindelsen for produksjon av syntetiske dufter.
Eteriske oljer er vanligvis svært vanskelige å løse opp i vann, men løses lett opp i alkohol. Derfor brukes alkohol i store mengder i parfymeindustrien som løsemiddel. Eteriske oljer kan fås for eksempel ved å ekstrahere dem fra plantedeler med alkohol eller andre løsemidler. De mest verdifulle duftstoffene av blomster oppnås ved å plassere alternative lag med fast animalsk fett og plantedeler i et lukket kammer på et netting. Etter en tid erstattes blomstene med nye slik at fettet er mettet med eterisk olje. Med denne metoden (i Frankrike kalles det "enfleurage"), oppnås fett som inneholder eteriske oljer oppløst i den, og dette konsentratet av duftstoffer leveres til parfymefabrikker (De eteriske oljene ekstraheres deretter fra fettet med alkohol. Denne metoden er brukes for eksempel til å trekke ut essensielle oljer fra sjasmin og tuberose - Note Transl.). Vi vil bruke en tredje, spesielt viktig metode for å isolere eteriske oljer - dampdestillasjon.
Eteriske oljer i seg selv er ofte flyktige bare ved høye temperaturer, og kokingen deres er ledsaget av nedbrytning. Hvis vanndamp føres gjennom en masse bestående av planter eller deler av dem, fjernes oljene sammen med den og samles deretter i destillatet i form av dråper, som har lav tetthet og derfor flyter på overflaten av vannet.
La oss få eteriske oljer.
Lukk 0,5 liters kolben med en gummipropp med to hull. I en av dem setter vi inn et glassrør trukket i enden, som når nesten til bunnen av kolben. Dette røret fungerer som en sikkerhetsventil. Den skal være lang nok (ca. 1 m).
Gjennom et annet hull vil vi sette inn en kort albue av et buet rør med en innvendig diameter på minst 5 mm (Det er best å ta et rør med en innvendig diameter på 8-10 mm. Avstanden mellom kolbene skal være så kort som mulig, men det er lurt å koble fra røret mellom kolbene ved å sette inn et glass-T-stykke i midten og koble det til begge deler av røret med korte stykker gummislange Et stykke gummislange med en klemme festet til festes til den frie enden av tee. Dette gjør at du raskt kan separere eller koble til begge kolbene under eksperimentet. Hvis du har en metalldamper, kan du erstatte den første kolben med den. - Note Transl.).
Vi fører den lengre albuen til samme rør gjennom hullet i proppen inn i den andre kolben, slik at røret også når nesten til bunnen der. I tillegg, ved hjelp av et glassrør, kobler vi den andre kolben med en direkte kondensator (Liebig eller med en ekstern blyspole). Det er best å bruke en skille- eller falltrakt som mottaker.
Først får vi karveolje. Til dette trenger vi 20 g spisskummen (karve kan hentes eller kjøpes på apotek. - Note Transl.).
Mal den i en morter tilsatt sand eller i en gammel kaffekvern. Legg karvefrøene i den andre kolben og tilsett litt vann slik at det ikke dekker massen av karvefrøene helt. Fyll den første kolben en tredjedel med vann, og tilsett flere stykker porøs keramikk («kjeler») til vannet for å sikre jevn koking.
Nå, bruk en bunsenbrenner, varm først opp innholdet i den første og deretter den andre kolben til koking. Etter dette vil vi igjen flytte brenneren under den første kolben og varme den så mye som mulig slik at vanndamp intensivt passerer gjennom den andre kolben, som deretter kommer inn i kjøleskapet og fra den i form av kondensat inn i mottakeren.
Hvis det er to brennere, kan du samtidig varme opp den andre kolben litt, slik at væskevolumet i den ikke øker for mye som følge av dampkondensering.
Det er praktisk å bruke et sandbad for å varme den andre kolben, varme den på forhånd, før vanndamp begynner å passere gjennom (Det er best å varme opp den andre kolben slik at volumet av væske i den ikke gjennomgår en merkbar økning eller reduksjon - ca. oversettelse). 
Vi vil utføre destillasjonen i minst en time. I løpet av denne tiden samler det seg omtrent 100 ml vann i mottakeren, på overflaten som fargeløse dråper spisskummen olje flyter. Vi separerer vannet så fullstendig som mulig ved hjelp av en skilletrakt og som et resultat får vi omtrent 10 dråper ren karveolje sammen med en liten mengde vann. Denne mengden ville være nok til å lage flere flasker karvelikør!
Den karakteristiske lukten av spisskummen olje er gitt av karvon, som den inneholder mer enn 50%. I tillegg inneholder den limonen, duftstoffet i sitroner. Karveolje brukes først og fremst til å dufte såper og tanneliksirer. Det tilsettes også i små mengder til noen parfymer.
Ved å bruke den samme enheten kan du isolere eteriske oljer fra andre planter. For å gjøre dette, mal dem og utsett dem for dampdestillasjon i 1-2 timer. Selvfølgelig vil utbyttet variere avhengig av innholdet av essensielle oljer. Det mest interessante er å få følgende essensielle oljer :
Peppermynteolje. Fra 50 g tørket peppermynte kan vi trekke ut 5-10 dråper peppermynteolje. Den inneholder spesielt mentol, som gir den sin karakteristiske lukt. Peppermynteolje brukes i store mengder til å lage cologne, hår eau de toilette, tannkrem og eliksirer. For tiden oppnås mentol for det meste ved syntese.
Anisolje vi får det fra knust anis. Blandet med peppermynteolje og eukalyptusolje inngår den i tanneliksirer og -pastaer, samt noen såper.
Fedd olje Vi oppnår ved å dampdestillere nellik, som selges som krydder. En viktig del av det er eugenol. (Eugenol kan fås fra syntetisk vanillin.) Feddolje er et tilsetningsstoff til mange parfymer og brukes også til fremstilling av tanneliksirer og såper.
Lavendel olje vi får fra 50 g tørkede og knuste lavendelblomster. Dette er et av de viktigste aromatiske stoffene, som i tillegg til bruken til å lage lavendelvann og cologne, brukes i produksjon av parfymer, såper, hår-eau de toilettes, pudder, kremer, etc.
Granolje. La oss samle minst 100-200 g grannåler og unge skudd. Mal dem og, mens de fortsatt er våte, uten først å tilsette vann, destiller du dem med vanndamp. Vanligvis inneholder nålene bare noen få tideler av en prosent av denne essensielle oljen. Det vil glede oss med en behagelig aroma i rommet. I tillegg er granolje et favorittmiddel som tilfører aroma til ulike badepreparater.
Vi overlater til leseren å skaffe andre aromatiske stoffer fra planter. Du kan for eksempel dampdestillere furu, kanel, kamilleblomster eller andre velduftende hageblomster. Vi vil lagre de resulterende produktene i trygt lukkede reagensrør - senere vil vi trenge dem som duftstoffer for fremstilling av kosmetikk.
Dessverre må vi nekte å motta aromatiske stoffer i parfymer med en subtil, delikat lukt - bergamottolje, samt oljer fra sjasminblomster og appelsinblomster - siden vi ikke har de nødvendige utgangsstoffene til dette.
Eterisk olje med en veldig subtil aroma er imidlertid også hentet fra liljekonvallblomster. Hvis du klarer å samle nok av dem, så er det selvfølgelig verdt å isolere den essensielle oljen fra dem.
Duftende estere
Mange kjente aromastoffer tilhører klassen estere. Sistnevnte er utbredt i naturen og produserer et bredt utvalg av lukter, fra lukten av tropiske orkideer til den karakteristiske aromaen av kjente frukter. Vi kan syntetisere disse forbindelsene.
Estere dannes ved reaksjon av alkoholer med karbolsyrer. Samtidig spaltes vann
R-OH + NOOS- R 1 R-OOS- R 1 + H 2 O
alkohol + syreester + vann
Reaksjonen fortsetter ganske raskt bare i nærvær av vannfjernende midler og katalysatorer. Derfor kokes en blanding av alkohol og karboksylsyre i lang tid i nærvær av svovelsyre, som fungerer som et vannfjernende middel og også katalyserer reaksjonen.
I tillegg er reaksjonsblandingen ofte mettet med hydrogenkloridgass. Vi kan lettere oppnå samme resultat ved å tilsette bordsalt, som danner hydrogenklorid med svovelsyre.
Estere fremstilles også i nærvær av konsentrert saltsyre eller vannfritt sinkklorid, men med lavere utbytte.
Vi vil bruke disse tilsetningsstoffene i tilfeller der de opprinnelige organiske stoffene spaltes av konsentrert svovelsyre, som kan oppdages ved mørkfarging av reaksjonsblandingen og en ubehagelig skarp lukt.
La oss få estere.
For å få estere i små mengder bruker vi en enkel enhet. Sett et smalt reagensglass inn i et bredt reagensglass slik at en tredjedel av det brede reagensglasset i den nedre delen forblir tomt. Den enkleste måten å styrke et smalt reagensrør på er med noen gummibiter kuttet fra en slange eller kork. Det er nødvendig å ta hensyn til at rundt et smalt reagensrør er det nødvendig å etterlate et gap på minst 1,5-2 mm for å forhindre overtrykk under oppvarming.
Hell nå 0,5-2 ml alkohol og omtrent samme mengde karboksylsyre i et bredt reagensrør; med grundig avkjøling (i isvann eller kaldt rennende vann), tilsett 5-10 dråper konsentrert svovelsyre og, i noen tilfeller, noen flere korn bordsalt.
La oss sette inn det indre reagensrøret, fylle det med kaldt vann eller, enda bedre, isbiter, og feste den sammensatte enheten i et vanlig stativ eller i et reagensrørstativ.
Deretter, på selve enheten, må du plassere den vekk fra deg selv og ikke lene deg over åpningen på reagensrøret (som når du utfører et hvilket som helst annet eksperiment!), fordi uforsiktig oppvarming kan forårsake sprut av syre. Ved lav varme, bruk en bunsenbrenner for å koke blandingen i minst 15 minutter (legg til "kjeler" "!). Jo lengre oppvarming, jo bedre utbytte.
Et indre rør fylt med vann fungerer som en tilbakeløpskondensator. Hvis innholdet blir for varmt, må du pause eksperimentet, etter avkjøling, fyll det indre reagensrøret med is igjen og fortsett oppvarmingen (Det er mer praktisk å kontinuerlig føre kaldt rennende vann gjennom det indre reagensrøret. For å gjøre dette, du må velge en propp med to glassrør satt inn i. - Ca Transl.). Selv før eksperimentet er fullført, kan vi ofte lukte den behagelige lukten av den resulterende esteren, som fortsatt overlappes av den skarpe lukten av hydrogenklorid (det er derfor ikke nødvendig å snuse reaksjonsblandingen når du bringer reagensrøråpningen nærmere til deg!).
Etter avkjøling, nøytraliser reaksjonsblandingen med en fortynnet sodaløsning. Vi kan nå oppdage lukten av ren eter, og også legge merke til mange små oljeaktige dråper av ester som flyter på overflaten av den vandige løsningen, mens de ureagerte utgangsmaterialene for det meste er inneholdt i løsningen eller danner et krystallinsk bunnfall. I henhold til oppskriften får vi følgende sendinger:
Etylmetanat(etylformiat, mauretylester), dannet av etanol (etylalkohol) og metan (maur)syre. Denne esteren tilsettes noen typer rom for å gi den en karakteristisk aroma.
Butyletanat(butylacetat, butylacetat) - fra butanol (butylalkohol) og etansyre (eddiksyre).
Isobutyletan(isobutylacetat, eddikisobutyleter) dannes fra henholdsvis 2-metylpropanol-1 (isobutylalkohol) og etansyre. Begge sistnevnte estere har en sterk fruktig lukt og er en integrert del av parfymesammensetninger med aroma av lavendel, hyasinter og roser.
Pentyletanat(amylacetat, amylacetat) - fra pentanol, det vil si amylalkohol (Gift!), og etansyre.
Isopentyletanat(isoamylacetat, eddiksyreisoamylester) - fra 3-metylbutanol-1, det vil si isoamylalkohol (Gift!), og etansyre. Disse to estere lukter som pærer i fortynnet løsning. De er en del av fantasiparfymer og fungerer som løsemidler i neglelakker.
Metylbutanoat(metylbutyrat, metylbutyrat) - fra metanol (metylalkohol) og butansyre (smørsyre). Lukten minner om ranet.
Etylbutanoat(etylbutyrat; etylbutyrat) - fra etylalkohol og butansyre. Den har en karakteristisk ananaslukt.
Pentylbutanat(amylbutyrat, butyramyleter) - fra pentanol (amylalkohol) og butansyre (alkohol er giftig!).
Isopentylbutanat(isoamylbutyrat, butyroisoamyleter) - fra 3-metylbutanol-1 (isoamylalkohol) og butansyre (alkohol er giftig!). De to siste esterne lukter pære.
Blant aromatiske syreestere Det er også stoffer med en behagelig aroma. I motsetning til den fruktige lukten av alifatiske estere er de dominert av balsamico, såkalte dyrelukter eller lukt av eksotiske blomster. Vi syntetiserer noen av disse viktige aromastoffene.
Metyl og etylbenzoat får vi fra henholdsvis metyl eller etylalkohol og benzosyre. La oss utføre eksperimentet i henhold til oppskriften ovenfor og ta som utgangsstoffer alkohol og ca. 1 g krystallinsk benzosyre. Disse esterne ligner balsam i lukten og er inkludert i parfymesammensetninger med dufter av friskt høy, russisk lær (yufti), nellik, ylang-ylang og tuberose.
Pentylbenzoat(amylbenzoat, benzoamyleter) og isopentylbenzoat(isoamylbenzoat, benzoinoisoamyl ether) lukt av kløver og ambra - en særegen sekresjon fra fordøyelseskanalen til hvalen. De brukes til parfymer med en orientalsk smak. For å oppnå disse stoffene forestrer vi benzosyre med amyl eller isoamylalkohol (Poison!) i nærvær av konsentrert saltsyre, fordi sidereaksjoner er mulige i nærvær av svovelsyre.
Etylsalisylat Lukten minner om grønn periwinkle olje, som vi allerede har møtt tidligere. Imidlertid har den en mindre skarp lukt. Den brukes til å lage kassia-duftende parfymer og parfymer av Chypre-typen. Denne esteren får vi fra etylalkohol og salisylsyre ved oppvarming med bordsalt og svovelsyre.
Pentylsalisylat(amylsalisylat) og isopentylsalisylat(isoamylsalisylat) har en sterk orkidelukt. De brukes ofte til å lage dufter av kløver, orkide, kamelia og nellik, samt fancy dufter, spesielt i såpedufter. I disse to tilfellene vil vi også utføre forestring i nærvær av saltsyre.
Også verdt oppmerksomhet benzylmetanat(benzylformiat), benzyletanat(benzylacetat) og benzylbutanat(benzylbutyrat). Alle disse esterne er dannet av aromatisk benzylalkohol og de tilsvarende karboksylsyrene - metan (maursyre), etan (eddiksyre) eller butansyre (smørsyre).
Siden benzylalkohol er vanskelig å finne kommersielt, vil vi skaffe det selv fra kommersiell benzaldehyd, brukt i parfymer for å skape aromaen av bitre mandler.
I et vannbad under kontinuerlig omrøring vil vi varme 10 g benzaldehyd med en konsentrert løsning av kaliumhydroksid i 30 minutter. (Forsiktig: lut forårsaker hudforbrenninger!)
Som et resultat av reaksjonen dannes benzylalkohol og kaliumsalt av benzosyre:
2C 6 H 5 -CHO + KOH = C 6 H 5 COOK + C 6 H 5 -CH 2 -OH
benzaldehyd kaliumbenzoat benzylalkohol
Etter avkjøling, tilsett 30 ml vann. I dette tilfellet oppløses kaliumbenzoat, og benzylalkohol frigjøres som en olje, og danner topplaget. Skill den i en skilletrakt og varm den i vårt enkle forestringsapparat med de ovennevnte karboksylsyrene mens du tilsetter svovelsyre og bordsalt. De resulterende estere har en sterk jasminduft og brukes til fremstilling av mange parfymer.
Preparativ fremstilling av ester.
Vi vil få tak i en av esterne i ganske ren tilstand og i større mengder. La oss velge for dette Metylsalicylat– et aromatisk stoff som gir aromaen av periwinkleolje.
For å gjøre dette trenger vi en 50-100 ml rundbunnet kolbe, et kjøleskap eller en hjemmelaget kjøleenhet som erstatter den, en skilletrakt som mottaker, et buet glassrør, en brenner og et stativ med tilbehør, også som vannbad.
Ha 10 g salisylsyre og 15 ml metanol i en rundbunnet kolbe. (Forsiktig! Gift!).
Avkjøl blandingen med kaldt vann og tilsett forsiktig, i små porsjoner, 5 ml konsentrert svovelsyre. Lukk kolben med en gummipropp med en tilbakeløpskjøler satt inn i den. Deretter vil vi varme opp innholdet i kolben i et kokende vannbad i 2 timer. La reaksjonsblandingen avkjøles og hell den over i en kopp som inneholder 100 ml kaldt vann, gjerne med isbiter. Rør, hell blandingen i en skilletrakt og rist kraftig flere ganger. I dette tilfellet frigjøres metylsalisylat fra blandingen, som kan samles opp. Imidlertid inneholder produktet oppnådd på denne måten – fra 5 til 10 g – fortsatt urenheter. Det kan renses ved fraksjonert destillasjon. Ved hjelp av metoden ovenfor kan du uavhengig syntetisere andre estere i litt større mengder, men vi trenger ikke dette, siden lukten deres er spesielt behagelig når den er sterkt fortynnet. Tvert imot, i konsentrert tilstand har de ofte en ubehagelig, skarp lukt.
Dette kan vi verifisere ved å skylle reagensglassene der esterne ble tilberedt eller lagret flere ganger med vann. Etter vask lukter de fortsatt, og lukten blir enda mer behagelig, men uavhengig syntetiserte aromatiske stoffer kan selvfølgelig ikke brukes til å tilberede fruktessenser - fordi de kan være forurenset med urenheter. Og parfymene vi tilbereder, dessverre, vil være dårligere i kvalitet enn fabrikken, som vanligvis er veldig komplekse sammensetninger.
Duftende alkanaler fra såpe.
Blant moderne syntetiske aromatiske stoffer er en spesiell plass okkupert av de høyeste alkanali(aldehyder) og alkanoler(alkoholer) som inneholder fra 7 til 20 karbonatomer. De har en karakteristisk frisk lukt, som vanligvis minner litt om voks. Dette gjorde det mulig å lage på deres grunnlag mange nye komposisjoner med unike fantasidufter.
Verdenskjente parfymer - for eksempel franske Soir de Paris og Chanel nr. 5 - skylder aromaen til disse forbindelsene. Lignende parfymer produseres også i DDR.
Høyere alkanaler og alkanoler er viktige mellomprodukter og oppnås ved syntese fra fettsyrer under påvirkning av hydrogen under høyt trykk. Alkanaler dannes også i forurenset tilstand under felles tørrdestillasjon av salter av fettsyrer med et salt av metan (maursyre). På lignende måte har vi allerede fått aceton fra grått treeddikpulver.
La oss varme opp noen gram finhakket kjernesåpe eller, enda bedre, ferdige såpeflak med omtrent like mye natriummetat (formiat) i et stort reagensglass eller en liten kolbe. Vi vil føre de frigjorte dampene gjennom et direkte kjøleskap og samle kondensatet i mottakeren.
Med forsiktig oppvarming vil vi oppnå et lett, uklart destillat som har en behagelig, frisk lukt med et snev av voksaktig lukt. Sammen med vann og andre stoffer inneholder den flere høyere alkanaler. Hvis reaksjonsmassen varmes opp for mye, dannes nedbrytningsprodukter, som tvert imot har en ubehagelig lukt.
Fruktessens og isovalerinsyre fra isoamylalkohol.
Hell 3 ml 3-metylbutanol-1, også kalt isoamylalkohol, i et reagensrør. (Forsiktig! Gift!) Avkjøl innholdet i reagensrøret grundig med isvann eller i det minste veldig kaldt vann. Tilsett deretter forsiktig, i små porsjoner, 5 ml konsentrert svovelsyre. I dette tilfellet får blandingen en rødlig fargetone. Hvis det blir svart, vil eksperimentet mislykkes.
Samtidig skal vi sette sammen enheten som vi allerede har brukt for å få metylsalisylat. Hell en løsning av 10-12 g kaliumdikromat i 15 ml vann i kolben. Forsiktig, i små porsjoner (i avstand fra deg selv!), vil vi legge blandingen fra reagensrøret til den. Dette vil starte en voldsom reaksjon, og samtidig vil vi først oppdage en svak lukt som minner om bananer, og senere en intens fruktig lukt. Vi vil varme kolben i et kokende vannbad i omtrent en time. Væsken blir mørkegrønn. Etter avkjøling, åpning av kolben, vil vi føle den deprimerende lukten av valerian.Hvis vi nå tilsetter ca 25 ml vann og destillerer med direkte kjøleskap, får vi et destillat som består av flere lag. 3-metylbutansyre eller isovalerinsyre løses opp i det vandige laget (bevis den sure reaksjonen!). Over vannlaget ligger vanligvis et lag med lettere olje. Dette er isopentyl isopentanate (isoamyl isovalerate) - isoamyl ester av isovaleric acid.
Kromblanding - en blanding av kaliumdikromat og svovelsyre - er et sterkt oksidasjonsmiddel. Når det virker, dannes det først fra isoamylalkohol isovaleraldehyd og videre fra det isovalerinsyre. En ester oppnås ved å reagere den resulterende syren med en ureagert alkohol.
Isovaleric syre er hovedkomponenten i valerianrotinktur og derav navnet. Nevnte aldehyd og ester brukes i parfymeri og i produksjon av fruktessenser.
Duften av syrin fra terpentin!
Vandrende gjennom skogen så vi mer enn en gang kutt på stammene av furutrær som lignet en fiskerygg. Vi vet at det er sant ekstrahere harpiks. Det renner fra sårede områder og samler seg i små potter montert på trestammer. Harpiks er et viktig råstoff for kjemisk industri. Når det destilleres med vanndamp, separeres det i et destillat - gummiterpentin og resten etter destillasjonen - kolofonium, som spesielt brukes til lodding, som et tilsetningsstoff i papirfremstilling, i produksjon av lakk, forseglingsvoks, skokrem og til mange andre formål. A terpentin ofte brukt til å fortynne tørkeolje. Hovedkomponenten er pinene, finnes også i mange andre essensielle oljer.
Fra aromatiske stoffer fra terpenfamilien pinene Den har ikke den mest behagelige lukten. Men i kjemikernes dyktige hender kan det forvandles til fantastiske aromatiske stoffer med en blomsteraroma, som i naturen bare finnes i svært små mengder i dyre essensielle oljer utvunnet fra sjeldne blomster. I tillegg oppnås kamfer fra pinen i store mengder, som brukes i medisin for fremstilling av salver, og også - som vi allerede vet - i produksjon av celluloid.
La oss prøve å skaffe et av de viktigste duftstoffene selv - alkohol terpineol, har lukten av syrin.
Hell 15 ml pure i en 100 ml Erlenmeyer-kolbe, pass på å gjøre det tyggegummi terpentin og 30 ml salpetersyre, fortynnet to ganger med vann. Vi lukker kolben med en propp med et vertikalt glassrør 20 cm langt og legger det i et bad med kaldt vann.
Vi vil gjennomføre forsøket i avtrekksskap eller i friluft, siden giftige nitrøse gasser kan frigjøres. Derfor må kolben forbli åpen! La blandingen stå i to dager, rist den kraftig så ofte som mulig. Så snart brunaktige gasser vises og innholdet i kolben varmes opp, slutter du å riste og avkjøler kolben i en bolle med kaldt vann.
Ved slutten av reaksjonen består innholdet i kolben av to lag, begge rødbrune. Det øverste laget er en viskøs, skummende masse. Den inneholder terpentin og terpin, dannet av pinen som et resultat av tilsetning av to vannmolekyler til den. Salpetersyren som danner det nedre laget inneholder bare en liten mengde løselige transformasjonsprodukter. Nøytraliser reaksjonsmassen med en fortynnet brusløsning (vær forsiktig - skummende!) og separer det øverste oljelaget. For å gjøre dette, hell innholdet i kolben i en kopp og øs forsiktig ut topplaget med en skje. Du kan også suge ut bunnlaget med en pipette (Ikke sug ut med munnen under noen omstendigheter. Vakuum i pipetten skapes ved hjelp av en pære eller vannstrålepumpe. Det er mest praktisk å trekke væske inn i pipetten med en sprøyte (uten nål), tett koblet til pipetten med et stykke gummislange - Ca. Transl. ).
Du bør ikke bruke skilletrakt fordi topplaget er for tyktflytende. Deretter vil den separerte viskøse massen med et overskudd av fortynnet (ca. 10%) svovelsyre varmes opp i en time ved tilbakeløp. Vi bruker den samme enkle enheten som når vi skaffer metylsalisylat. Etter avkjøling, nøytraliser igjen med en brusløsning. Samtidig vil vi kjenne en sterk lukt av syrin, som fortsatt overlappes av lukten av ureagert terpentin og ulike urenheter. Hele prosessen gjenspeiles i følgende diagram: 
Teknisk terpineol Den brukes til å dufte såper, og når den er grundig rengjort, blir den en uunnværlig komponent i mange parfymer.
Parfyme
Så vi syntetiserte og studerte egenskapene til en rekke velduftende stoffer. Men å sammenligne lukten deres med aromaen av dyre parfymer kjøpt i en butikk, kan man ikke unngå å bli skuffet. Faktum er at fabrikkparfymer får sin aroma av mer enn ett stoff. Moderne parfymer er et produkt av å blande mange sammensetninger, som hver igjen inneholder mange aromatiske stoffer av både naturlig og syntetisk opprinnelse. For eksempel har en ny sammensetning med duft av syrin følgende sammensetning:
Terpineol 11 % Ylang-ylang olje 1 % Fenyletylalkohol 11 % Bouvardie 1 % Syrin 1094 11,5 % Benzylacetat 1 % Heliotropin 6,5 % Amyl kanelaldehyd 1 % Hydroxycitronellal 6,5 % Anisaldehyd % etylaldehyd 0,3 % C. 0,3 % C. ,8 %
Bare ved å blande flere lignende sammensetninger får du ekte parfymer. For å lage slike parfymekunstverk trenger du ikke bare mange års erfaring, men også evnen til å skape og talentet til en kunstner.
I lang tid og er fortsatt generelt anerkjent som et internasjonalt senter hvorfra nye moter innen parfyme sprer seg, byen Suresnes i Frankrike (Surenes er nå en vestlig forstad til Paris, som ligger på venstre bredd av Seinen. - Oversetterens notat) . Men for tiden eksporteres verdifulle syntetiske dufter i stadig økende mengder fra DDR, selv til denne parfymehovedstaden. Ferdige parfymer fra DDR og Sovjetunionen er heller ikke dårligere enn verdenskjente franske merker i dag og er svært etterspurt på verdensmarkedet.
Bare på våre oldemødres tid var rene eller blandede blomsterdufter, som syrin, roser og påskeliljer, de mest elskede. Senere kom lukten av orkideer på mote, og i dag foretrekkes nesten utelukkende fantasiparfymer, med en frisk blomsteraroma med en svak "dyrisk" fargetone, som bringer lukten av parfyme nærmere lukten av menneskelig hud. Når man lager slike parfymer, skapes det først en såkalt ledende duft, vanligvis ved bruk av naturlig eller syntetisk sitrus- eller bergamottolje. Deretter, for kontrast, tilsettes høyere aldehyder for å skape en lys, uttrykksfull nyanse.
Du kan ikke klare deg uten den friske lukten av grønt og, for en jevn overgang til det, en blomsterlukt. Den "dyrelige" lukten, kroppslukten, kommer ved tilsetning av syntetiske stoffer som ambra og musk. Disse stoffene gir i tillegg aromaen utholdenhet. De bidrar til å sikre at de flyktige komponentene i parfymen ikke forsvinner for raskt og varer lenger på huden eller kjolen.
Avslutningsvis vil vi lage vår egen parfyme i henhold til lovene i gjeldende mote.
La oss lage parfyme.
For å skape en ledende duft, trenger vi først sitrusolje, som vi får fra skallet av sitroner eller appelsiner. Den er så rik på essensielle oljer at de er veldig enkle å isolere. For å gjøre dette er det nok å mekanisk ødelegge membranen til cellene som inneholder oljen og samle dråpene som frigjøres. For dette formål, riv skallet, pakk det inn i en moset form i et stykke slitesterkt tøy og klem det forsiktig ut. I dette tilfellet siver en uklar væske bestående av vann og oljedråper gjennom stoffet. Bland ca. 2 ml av denne væsken med 1 ml av destillatet vi fikk fra såpen. Sistnevnte inneholder høyere fettaldehyder og har en forfriskende lukt, som minner litt om voks.
Nå trenger vi en annen floral nyanse. Vi vil lage den ved å tilsette 2-3 dråper liljekonvallolje eller stoffer syntetisert av oss til blandingen - isopentylsalisylat(isoamylsalisylat) eller terpineol. En dråpe (bokstavelig talt) metylsalisylat, karveolje, samt en liten tilsetning av vaniljesukker forbedrer aromaen. Løs til slutt opp denne blandingen i 20 ml ren (ikke denaturert) alkohol eller, i ekstreme tilfeller, et likt volum av vodka og vår parfyme vil være klar. Selv om de har en behagelig aroma, er det fortsatt neppe verdt å bruke dem, fordi det er vanskelig for dem å konkurrere med fabrikkparfymer. Leseren kan prøve å uavhengig velge sammensetningen av andre parfymer ved å bruke de aromatiske stoffene beskrevet ovenfor og oppnådd av ham.
Konklusjon
Det er usannsynlig at stoffer som ikke har lukt finnes i naturen. Steiner, tre, materialer som vi er vant til å tenke på som luktfrie, under passende forhold, viser sin egen lukt. Imidlertid er det mange som ikke føler eller tar ikke hensyn til noen av luktene rundt oss.
Litteratur
1. Voitkevich S. A. "Forholdet mellom strukturen til duftstoffer og lukten deres" // Journal of the All-Union Chemical Society oppkalt etter. D. I. Mendeleev. - 1969. - Nr. 2. - S. 196-203.
2. Voitkevich S.I. "Kjemi og teknologi for velduftende stoffer i USSR" // "Olje- og fettindustri". - 1967.-nr. 10.-S. 36-40.
3. Kasparov G. N. "Grunnleggende for produksjon av parfymer og kosmetikk." - 2. utg., revidert. og tillegg - Moskva, "Agropromizdat", 1988.
4. Samsonov S. N. "Hvordan lukter oppfattes" // "Vitenskap og liv". - 1988. - Nr. 4. - S. 12-18.
5. Friedman R. A. "Parfymer og kosmetikk." - Moskva, "Food Industry", 1975.
6. Kheifits L. A., Dashunin V. M. "Duftstoffer og andre produkter for parfymeri." - Moskva, "Kjemi", 1994.
7. "Kjemisk leksikon: 5 bind." - "Moskva", "Sovjetleksikon", 1988. - T. 1.
8. Shulov L. M., Kheifits L. A. "Duftende stoffer og mellomprodukter fra parfymeri og kosmetisk produksjon" - Moskva, "Agrokhimizdat", 1990.
9. Materialer fra nettstedet http://alhimik.ru
10. Materialer fra nettstedet http://ermine.narod.ru