Терпены

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Структурная формула изопрена
Много терпенов выделяется из хвойной смолы, например, сосны

Терпе́ны — класс

углеводородов — продуктов биосинтеза общей формулы (C5H8)n, с углеродным скелетом, формально являющимся производным изопрена СН2=С(СН3)−СН=СН2[1]
.

В больших количествах терпены содержатся в

эфирных маслах. Терпены — основной компонент смол и бальзамов, так, скипидар (эфирное терпентинное масло) получают из живицы (бальзама терпентина). Название «терпены» происходит от лат. oleum terebinthinae — скипидар
.

Классификация

Терпены классифицируют по числу изопреновых звеньев, образующих углеродный скелет молекулы:

  • Гемитерпены — C5H8,
  • Монотерпены (терпены)
     — C10H16,
  • Сесквитерпены (полуторатерпены)
     — C15H24,
  • Дитерпены — C20H32, (C10H16)2,

Терпены с большим количеством конденсированных молекул (звеньев) образуют смолы и

каучук
.

Примеры монотерпенов: как углеводороды мирцен и оцимен, а уже как их производные альдегиды и кетоны встречаются в составе многих эфирных масел. Это — цитронеллол, цитраль, лимонен, α-пинен, ментол, миртенол, борнеол, камфора, вербенон и пиперитон. Сесквитерпены есть в сандаловом дереве (β-санталин), в эвкалиптовом масле — кадинол и эвдесмол. Дитерпены встречаются довольно редко, известны α-камфорен, фитол (входит в состав хлорофилла), абиетиновая кислота.

Монотерпен мирцен Сесквитерпен кадинен Дитерпен абиетиновая кислота Тритерпен лупеол

Значение и применение

Важные растительные пигменты — каротин и ликопин являются тетратерпенами.

Пример политерпена —

каучук из натурального латекса, и его производное — резина
.

Эфирные масла растений в значительной степени состоят из моно-, сескви- и дитерпенов и их производных, в том числе:

Терпены обычно рассматриваются как углеводороды, не содержащие гетероатомов — в отличие от своих кислородзамещенных производных, так называемых терпеноидов (например, ментол, карвон, туйон), хотя нередко в литературе терпенами называют и терпеноиды.

Примеры

Пинен

Изомеры пинена

Пинен — бициклический терпен (монотерпен). Известны 3

двойной связи. Название пиненов происходит от слова Pinus — сосна (лат.) — это важный компонент смолы хвойных деревьев, скипидара; эфирные масла многих растений содержат пинены. Пинены хорошо распознаются насекомыми и являются важным регулятором их химической коммуникации (см. хеморецепция). Пинены — важный компонент для синтеза камфоры и многих других веществ, часто трансформация пиненов производится с помощью окисления с применением селективных катализаторов
.
политерпеновых смол, терпинеола и душистых веществ. β-Пинен используется для синтеза мирцена
.

Изомеры пинена

  • 2,6,6-триметилбицикло[3.1.1]гепт-2-ен (2-пинен, α-пинен) (формула I)
  • 2-метилен-6,6-диметилбицикло[3.1.1]гептан (нопинен, β-пинен) (формула II)
  • 2,6,6-триметилбицикло[3.1.1]гепт-3-ен (δ-пинен) (формула III)

Карены

Карены — бициклические терпены (монотерпены). Известны 4

двойной связи
. Представляют собой подвижные бесцветные жидкости с запахом, напоминающим аромат сосновой древесины.

Растворимы в органических растворителях, слабо растворимы в этаноле, нерастворимы в воде. 2- и 3-карены получают фракционированием из скипидаров и эфирных масел. Карены быстро окисляются кислородом воздуха и другими окислителями, легко изомеризуются при действии кислотных агентов с раскрытием трехчленного цикла. При действии TiO2, CH3COOH и H2SO4 3-карен изомеризуется в 2-карен. При гидрировании в мягких условиях все карены превращаются в смесь цис- и транс-каранов. 3-карен содержится в

L.. 3-карен применяют для получения душистых веществ, в частности ментола, вальтерилацетата
и ряда других веществ.

Лимонен

(R)-Лимонен

Лимонен — 1-метил-4-изопропенилциклогексен-1,

рацемической смеси, которую раньше считали одним веществом (дипентен). При нагревании до 300 °C оптически активные формы лимонена рацемизуются в дипентен, при высоких температурах (пропускание паров над раскалённой металлической поверхностью) разлагается с образованием изопрена
.

Лимонен окисляется по аллильному положению циклогексенового ядра до

Pinus silvestris
). D-лимонен ((R)-энантиомер) обладает выраженным цитрусовым запахом и используется в качестве отдушки в парфюмерии и в производстве
ароматизаторов. Запах L-лимонена ((S)-энантиомер) напоминает запах
хвои, этот энантиомер также используется в качестве отдушки. Обсуждаются его возможные канцерогенные свойства.

Каротин

Каротин (от

каротиноидов
.
пищевой добавки Е160a
. Возможны следующие варианты пространственного расположения частей молекулы, определяющие структуру
изомера
:

  • α-каротин β,ε-каротин;
  • β-каротин β,β-каротин;
  • γ-каротин (с одним β-кольцом и одним нециклизованным концом, что обозначается буквой
    пси
    ) — β,ψ-каротин;
  • δ-каротин (с одним ε-кольцом и одним нециклизованным концом) — ε,ψ-каротин;
  • ε-каротин ε,ε-каротин

Свойства

Низшие терпены — прозрачные летучие жидкости, обладающие индивидуальными запахами, липофильные и малорастворимые в воде.

Терпены — лабильные вещества, склонны к

изомерии
и окислению, в том числе кислородом воздуха.

Примечания

  1. terpenes // IUPAC Gold Book. Дата обращения: 25 марта 2011. Архивировано 13 августа 2011 года.

Литература

  • Актуальность на конец XIX - начало XX века:. Терпены и их производные // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.
  • Пигулевский Г. В. Химия терпенов / Проф. Г. В. Пигулевский; Ленингр. гос. ордена Ленина ун-т им. А. А. Жданова. — Л.: Изд-во ЛГУ, 1949. — 288 с.

Ссылки