生活中的分子

松油醇—香水背后的化学

松树是一种常见的植物,具有多种应用价值。从美索不达米亚穿过埃及到希腊,这片古老土地上的人们很早就开始利用松树皮和松脂,蒸馏松脂可得到两种主要物质:松节油和松香。前者随着蒸气出来,是一种刺激性气味的透明液体,主要由一系列挥发性萜烯组成。

而我们今天要介绍的松油醇(Terpineol)则是通过处理松节油里的蒎烯得到的一种不饱和轻质油,通常情况下有着强烈的气味,很早之前就用于香料,现在仍广泛用于香水、香精的调配。[1]

作为一种饱含“魔力”的奢侈品,调配香水这门艺术最早在美索不达米亚和埃及发源,随后传到希腊和罗马,到中世纪时阿拉伯人尤其擅长调配异域风情的香水。随着蒸馏等技术的进步,香水在意大利文艺复兴时期颇为繁荣,后来随着19世纪化学和有机合成的进步。化学工业的迅速发展使德国成为香水生产中心,而法国成为香水调配中心。到达21世纪的今天,法国、瑞士、德国、美国和日本都在香水业占据着重要地位。[2]

天然产物里边的单萜是好多包括柑橘类水果、松树、薄荷等在内的植物、水果发出香味的原因。早在一百多年前,化学家就开始研究这类物质,其中水合萜品(Terpin hydrate)在19世纪的最后几十年激起了化学家的极大兴趣,困惑他们的不仅仅是其组成,还有它容易从粗松节油中析出纯净晶体这一性质。其中有两位科学家不得不提,William Henry Perkin, Jr.合成香豆素,而他的父亲William, Sr.发现了苯胺紫——19世纪一种重要的染料。儿子很好地继承了父亲对于未知事物探索的热情,并致力于合成和确定了多种萜烯的结构。[3]

合成路线中两次应用了格式反应,第一次是格式反应经典的用途即与羰基亲核加成形成叔醇,第二次稍过量的格式试剂先与酯反应形成酮,进而再加成得到松油醇。酸处理松油醇得到晶体的水合萜二醇,在KHSO4作用下脱水得到柠檬精油。合成松油醇过程中,格氏反应发挥了举足轻重的作用,事实上,1912年摘得“诺奖”桂冠的格式反应,在有机合成领域的重要地位从未动摇过[4]

1950年的诺贝尔奖授予了Diels-Alder反应,1990年的“诺奖”授予了对有机合成理论有着卓越贡献的合成大师E. J. Corey。其实,对松油醇分子进行“逆合成分析”后,笔者发现利用D-A反应构建六元环,再利用格式反应就可以合成松油醇,然而综合考虑多种因素后,实际工业生产却不是如此。

本文主要介绍了松油醇作为香水的原料之一,背后鲜为人知的化学知识。看似不起眼的简单分子在生活中发挥了重要的作用,背后还蕴藏了许多化学知识,这也正是化学的魅力所在。

 

参考文献

[1] K.B.G. Torssell, Natural Product Chemistry,2nd Ed.,1997, pp.251-312.

[2] E.T.Morris,Scents of Time.Perfume from Ancient Egypt to the 21st Century, Bulfinch Press,New York,1999.

[3] W. H. Perkin, Jr., Synthesis of Terpin,InactiveTerpineol ,and Diterpene, J.Chem.Soc.1904,85,654-671.

[4] D.Seyferth, Organometallics2009, 28, 1598–1605.

 

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Sunny华

大学本科在读,对有机化学尤其热爱,对有机合成方法学以及全合成非常感兴趣,希望以后能在有机化学领域摸爬滚打出属于自己的一片天空。化学是人类进步的关键,我爱化学也希望更多的人能够喜欢化学,感受到化学的奇妙与魅力。

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