3.7 Политерпены

К терпенам этой группы относятся такие природные соединения, как каучук (цис-1, 4-полиизопрен), гуттаперча (транс-1, 4-полиизопрен) и полипренолы.Каучук легко вступает в химические реакции с целым рядом веществ: кислородом, водородом, галогенами, серой и другими. Эта высокая реакционная способность каучука объясняется его ненасыщенной химической природой. Особенно хорошо реакции проходят в растворах каучука, в которых каучук находится в виде молекул сравнительно крупных коллоидных частиц. Почти все химические реакции приводят к изменению физических и химических свойств каучука: растворимости, прочности, эластичности и других. Кислород и особенно озон, окисляют каучук уже при комнатной температуре. Внедряясь в сложные и большие молекулы каучука, молекулы кислорода разрывают их на более мелкие, и каучук, деструктируясь, становится хрупким и теряет свои ценные технические свойства. Процесс окисления лежит также в основе одного из превращений каучука – перехода его из твёрдого в пластичное состояние.

Важным свойством каучука и гуттаперчи является вулканизация с помощью серы:

Доказательство строения каучука доказано озонолизом, при котором образуется левулиновый альдегид (4-оксипентаналь). [9]

4. Выделение терпенов и терпеноидов

Из природного сырья терпены и терпеноиды обычно выделяют ректификацией, вымораживанием (например, ментол из мятного масла), индивидуальные терпены из их смесей получают фракционной перегонкой в вакууме, методами хроматографии. Многие терпеноиды получают в промышленности из более доступных терпенов или из химического сырья. Так, содержащиеся в скипидаре (в количестве до 95%) терпены используют для производства камфоры (выделяемой также из масла камфорного лавра), терпинеола, терпингидрата, гераниола, карвона; цитраль, выделяемый из некоторых эфирных масел, получают также окислением линалоола и в значительных количествах синтезируют из изопрена, ацетона и ацетилена. Так же терпены выделяют из природного сырья (живица, эфирные масла, скипидар, бальзамы и т. д.) - перегонкой с водяным паром, экстракцией летучими растворителями, а также путем анфлеража (извлечение нелетучими растворителями - жирами, маслами). Много терпенов производят синтетически, например камфору. [4]

Основным методом выделения и разделения нейтральных терпеноидов из хвойных является газожидкостная и адсорбционная хроматография. Методом ГЖХ идентифицируют моно- и сесквитерпены и их кислородсодержащие производные. [10]

Хроматография на оксиде алюминия позволяет отделять сесквитерпеновые углеводороды от их кислородсодержащих производных (терпеноидов), разделять последние на спирты, кетоны, лактоны. С помощью этого метода можно получать сесквитерпены в индивидуальном состоянии. [11]

5. Применение терпенов и терпеноидов

Терпены и терпеноиды широко применяют (индивидуально или в виде скипидара, смол, эфирных масел, бальзамов и т.п.) в производствах парфюмерных композиций, косметических изделий, бумаги и картона. Применяют как пищевые эссенции, лекарственные средства, растворители, пластификаторы, инсектициды, например полихлорпинен и полихлоркамфен, флотационное масло, иммерсионные жидкости и др.

Медицинское применение терпеноидов основано на их антисептических, дезинфицирующих свойствах. Все терпеноиды обладают спазмолитическим действием, седативные, отхаркивающие средства (терпингидрат), противовоспалительные и бактерицидные, возбуждающие сердечную деятельность и дыхание (камфора).

Монотерпены оказывают бактерицидное, мочегонное, возбуждающее действие; обладают антивирусными свойствами; применяются в качестве фунгицидов (убивают грибки), антисептики, инсектициды.

Полезные свойства сесквитерпенов достаточно разнообразны. Некоторые из них обладают приятным и устойчивым запахом, что позволяет использовать их в парфюмерии (пачулевый спирт, эфиры фарнезола, санталол) в качестве душистых компонент и фиксаторов запаха. Они оказывают обезболивающее, бактерицидное, противовоспалительное, успокаивающее, противовирусное действие; применяются как антибиотики, антисептики, противогрибковые средства; снимают мышечные боли (спазмолитики); понижают кровяное давление.

По многим данным перспективными в качестве лекарственных препаратов являются сесквитерпеновые лактоны. Спектр их действия достаточно широк: они обладают бактерицидной, фунгицидной, антифидантной и аттрактантной активностью; проявляют свойства регуляторов роста растений.

Биологическая активность дитерпенов ярко выражена. Они очень часто проявляют цитотоксическую активность, например, таксол – это потенциальное противовоспалительное лекарство. Некоторые дитерпеноиды обладают росторегуоирующим действием в растениях, проявляют антифунгицидную активность и антифидантную активность и др. Природные дитерпеноиды являются ценными лекарственными препаратами. [4]

Гликозиды тритерпеноидов, т.е. сапонины, являются поверхностно-активными веществами, образуют устойчивую мыльную пену, обладают гемолитическим действием, ядовиты для животных дышащих жабрами. Многие тритерпеновые гликозиды являются активными компонентами лекарственных растений восточной медицины, обеспечивая им противовоспалительный эффект, цитотоксическое действие и др. [5]

Выводы

Терпены – группа углеводородов, имеющих общую формулу С₁₀Н₁₆ и близких по своему строению мента-ну и цимолу. От ментана терпены отличаются меньшим содержанием водорода (т. е. обладают ненасыщенностью), а от цимола – большим содержанием водорода (т. е. являются гидрированными, хотя и не полностью, производными цимола).

Таким образом, терпены занимают промежуточное положение между цимолом – веществом ароматического ряда, и ментаном – полностью гидрированным производным цимола: С₁₀Н₁₄– цимол, С₁₀Н₁₆ – терпены, С₁₀Н₂₀ – ментан.

Терпены встречаются в природе в соке и смоле хвойных деревьев, а также во многих эфирных маслах ряда растений. Эфирные масла получают из различных частей растений, причем лучшие эфирные масла получают из цветов. Для получения эфирных масел пользуются различными методами; чаще всего их отгоняют с водяным паром, реже – извлекают органическими растворителями; существуют и другие способы получения. В эфирных маслах наряду с терпенами содержатся самые различные вещества, относящиеся к спиртам, альдегидам, кетонам и другим группам органических соединений.

Список использованной литературы

1. Актуальность на конец XIX - начало XX века: Терпены и их производные // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона: В 86 томах (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.

2. Войткевич С. А. 865 душистых веществ для парфюмерии и бытовой химии. — М.: Пищевая промышленность, 1994. — 594 с.

3. Дебу К. И., Менделеев Д. И., Эфирные масла // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона: В 86 томах (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.

4. Каучуки и эластомеры // Энциклопедический словарь юного химика. 2-е изд. / Сост. В. А. Крицман, В. В. Станцо. — М.: Педагогика, 1990. — С. 104—107.

5. Племенков В. В. Введение в химию природных соединений. Казань, 2001 — 376 с.

6. Предмет органической химии. Исторический обзор // Начала органической химии. — М.: Химия, 1969. — Т. 1 — 664 с.

7. Семёнов А. А., Карцев В. Г. Основы химии природных соединений. — М.: ICSPF, 2009. — Т. 1. 

8. Семёнов А. А., Карцев В. Г. Основы химии природных соединений. — М.: ICSPF, 2009. — Т. 2. 

9. Хейфиц Л. А., Дашунин В. М. Душистые вещества и другие продукты для парфюмерии. — М.: Химия, 1994. — 256 с.

10. Химическая энциклопедия / Гл. ред. И. Л. Кнунянц. — М.: Советская энциклопедия, 1990. — Т. 2. — С. 191—192.

11. Хомченко Г. П. Пособие по химии для поступающих в вузы. — 3-е изд. испр. и доп. — М.: ООО «Издательство Новая Волна», ЗАО «Издательский Дом ОНИКС», 2000. с. 334.

12. http://www.aromalogy.info/news/a-15.html

13. http://www.nnre.ru/himija/organicheskaja_himija/p28.php

14. http://chemistryfood.blogspot.com/2013/07/terpenes.html

15. http://www.xumuk.ru/encyklopedia/2/4392.html

16. http://www.sev-chem.narod.ru/spravochnik/terpenoid.htm