stringtranslate.com

Лимонен

Лимонен ( / ˈ l ɪ m ə n ˌ iː n / ) — бесцветный жидкий алифатический углеводород, классифицируемый как циклический монотерпен , и является основным компонентом эфирного масла кожуры цитрусовых фруктов . [1] (+)- изомер , чаще встречающийся в природе как ароматизатор апельсинов, является ароматизатором в производстве пищевых продуктов. [1] [2] Он также используется в химическом синтезе в качестве предшественника карвона и как растворитель на основе возобновляемых ресурсов в чистящих средствах . [1] Менее распространенный (-)- изомер имеет хвойный , похожий на скипидар запах и содержится в съедобных частях таких растений, как тмин , укроп и бергамот . [ 3]

Лимонен получил свое название от итальянского limone (« лимон »). [4] Лимонен — хиральная молекула, и биологические источники производят один энантиомер : основной промышленный источник, цитрусовые , содержит (+)-лимонен ( d -лимонен), который является ( R ) -энантиомером. [1] (+)-Лимонен получают в коммерческих целях из цитрусовых двумя основными методами: центробежным разделением или паровой дистилляцией .

В растениях

Лимонен придает характерный запах апельсиновой цедры , апельсинового сока и других цитрусовых .

(+)-Лимонен является основным компонентом ароматических запахов и смол, характерных для многочисленных хвойных и лиственных деревьев: красного и серебристого клена ( Acer rubrum , Acer saccharinum ), тополя ( Populus angustifolia ), осины ( Populus grandidentata , Populus tremuloides ), сумаха ( Rhus glabra ), ели ( Picea spp.), различных сосен (например, Pinus echinata , Pinus ponderosa ), пихты Дугласа ( Pseudotsuga menziesii ), лиственницы ( Larix spp.), пихты настоящей ( Abies spp.), болиголова ( Tsuga spp.), конопли ( Cannabis sativa spp.), [5] кедра ( Cedrus spp.), различных кипарисовых и можжевельника ( Juniperus spp.). [1] [ неудачная проверка ] Он способствует появлению характерного запаха апельсиновой цедры , апельсинового сока и других цитрусовых . [1] [6] Для оптимизации извлечения ценных компонентов из отходов цитрусовой цедры (+)-лимонен обычно удаляют. [7]

Химические реакции

Лимонен является относительно стабильным монотерпеном и может перегоняться без разложения, хотя при повышенных температурах он расщепляется с образованием изопрена . [8] Он легко окисляется во влажном воздухе с образованием карвеола , карвона и оксида лимонена. [1] [9] С серой он подвергается дегидрированию до п -цимола . [10]

Лимонен обычно встречается в виде ( R )-энантиомера, но рацемизируется при 300 °C. При нагревании с минеральной кислотой лимонен изомеризуется в сопряженный диен α- терпинен (который также может быть легко преобразован в п -цимол ). Доказательства этой изомеризации включают образование аддуктов Дильса-Альдера между аддуктами α-терпинена и малеиновым ангидридом .

Можно селективно проводить реакцию по одной из двойных связей. Безводный хлористый водород реагирует преимущественно с дизамещенным алкеном, тогда как эпоксидирование с m CPBA происходит с тризамещенным алкеном.

В другом синтетическом методе Марковникова присоединение трифторуксусной кислоты с последующим гидролизом ацетата дает терпинеол .

Наиболее широко практикуемое преобразование лимонена - в карвон . Трехступенчатая реакция начинается с региоселективного добавления нитрозилхлорида через тризамещенную двойную связь. Затем этот вид преобразуется в оксим с основанием , а гидроксиламин удаляется, давая кетонсодержащий карвон. [2]

Биосинтез

В природе лимонен образуется из геранилпирофосфата путем циклизации нерилкарбкатиона или его эквивалента, как показано на рисунке. [ 11] Последний этап включает потерю протона от катиона с образованием алкена .

Биосинтез лимонена из геранилпирофосфата

Использует

Как основной аромат цитрусовых корок, D -лимонен используется в производстве продуктов питания и некоторых лекарственных средств, например, как ароматизатор для маскировки горького вкуса алкалоидов , а также как отдушка в парфюмерии , лосьонах после бритья, средствах для ванн и других средствах личной гигиены . [1] (+)-лимонен также используется как ботанический инсектицид . [1] [12] (+)-лимонен используется в органических гербицидах. [13] Его добавляют в чистящие средства, такие как средства для рук, для придания лимонного или апельсинового аромата (см. апельсиновое масло ) и из-за его способности растворять масла. [1] Напротив, (-)-лимонен имеет сосновый , похожий на скипидар запах.

Лимонен используется в качестве растворителя для очистки, например, для удаления клея или удаления масла с деталей машин, поскольку он производится из возобновляемого источника (эфирное масло цитрусовых, как побочный продукт производства апельсинового сока ). [7] Он используется в качестве средства для снятия краски , а также полезен как ароматная альтернатива скипидару. Лимонен также используется в качестве растворителя в некоторых клеях для моделей самолетов и в качестве компонента некоторых красок. Коммерческие освежители воздуха с воздушными пропеллентами, содержащие лимонен, используются коллекционерами марок для удаления самоклеящихся почтовых марок с конвертной бумаги. [14]

Лимонен также используется в качестве растворителя для 3D-печати на основе сплавления нитей . [15] Принтеры могут печатать из выбранного пластика для модели, но возводить опоры и связующие элементы из ударопрочного полистирола (HIPS), полистирольного пластика, который легко растворяется в лимонене.

При подготовке тканей для гистологии или гистопатологии D -лимонен часто используется как менее токсичный заменитель ксилена при очистке обезвоженных образцов. Очищающие агенты — это жидкости, смешивающиеся со спиртами (такими как этанол или изопропанол ) и с расплавленным парафиновым воском , в которые помещают образцы для облегчения резки тонких срезов для микроскопии . [16] [17] [18]

Лимонен, получаемый из масла апельсиновой цедры, также является горючим и рассматривается как биотопливо . [19]

Безопасность и исследования

При нанесении на кожу лимонен может вызвать раздражение от контактного дерматита , но в остальном он безопасен для человека. [20] [21] Лимонен легко воспламеняется в виде жидкости или пара и токсичен для водных организмов . [1]

Рак

Нет никаких доказательств того, что лимонен в маслах из кожуры цитрусовых влияет на возникновение или прогрессирование рака, а одно национальное агентство заявило: «нет никаких убедительных доказательств того, что больные раком, которые потребляют лимонен — либо в форме добавки, либо употребляя в пищу цитрусовые — чувствуют себя лучше или имеют больше шансов на излечение» [22] .

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ abcdefghijkl "D-Limonene". PubChem, Национальная медицинская библиотека США. 11 мая 2024 г. Получено 18 мая 2024 г.
  2. ^ аб Фальбуш, Карл-Георг; Хаммершмидт, Франц-Иосиф; Пантен, Йоханнес; и др. (2003). «Вкусы и ароматы». Энциклопедия промышленной химии Ульмана . дои : 10.1002/14356007.a11_141. ISBN 978-3-527-30673-2.
  3. ^ "Архив молекулы недели: Лимонен". Американское химическое общество . 1 ноября 2021 г. Получено 5 ноября 2021 г.
  4. ^ "лимонен". merriam-webster.com . Merriam-Webster. 22 сентября 2023 г. . Получено 23 сентября 2023 г. .
  5. ^ Бут, Джудит К.; Пейдж, Джонатан Э.; Больманн, Йорг (29 марта 2017 г.). Хамбергер, Бьёрн (ред.). «Терпеновые синтазы из конопли посевной». PLOS ONE . 12 (3): e0173911. Bibcode : 2017PLoSO..1273911B. doi : 10.1371/journal.pone.0173911 . ISSN  1932-6203. PMC 5371325. PMID 28355238  . 
  6. ^ Перес-Качо, Пилар Руис; Раусефф, Рассел Л. (10 июля 2008 г.). «Запах свежевыжатого апельсинового сока: обзор». Critical Reviews in Food Science and Nutrition . 48 (7): 681–695. doi :10.1080/10408390701638902. ISSN  1040-8398. PMID  18663618. S2CID  32567584.
  7. ^ ab Sharma, Kavita; Mahato, Neelima; Cho, Moo Hwan; Lee, Yong Rok (2017). «Преобразование отходов цитрусовых в продукты с добавленной стоимостью: экономические и экологически чистые подходы». Nutrition . 34 : 29–46. doi :10.1016/j.nut.2016.09.006. ISSN  0899-9007. PMID  28063510.
  8. ^ Пакдель, Х. (2001). «Производство DL -лимонена вакуумным пиролизом изношенных шин». Журнал аналитического и прикладного пиролиза . 57 (1): 91–107. Bibcode : 2001JAAP...57...91P. doi : 10.1016/S0165-2370(00)00136-4.
  9. ^ Карлберг, Анн-Тереза; Магнуссон, Керстин; Нильссон, Ульрика (1992). «Окисление D -лимонена воздухом (растворитель цитрусовых) создает сильные аллергены». Контактный дерматит . 26 (5): 332–340. doi :10.1111/j.1600-0536.1992.tb00129.x. PMID  1395597. S2CID  46373225.
  10. ^ Weitkamp, ​​AW (1959). "I. Действие серы на терпены. Сульфиды лимонена". Журнал Американского химического общества . 81 (13): 3430–3434. doi :10.1021/ja01522a069.
  11. ^ Mann, JC; Hobbs, JB; Banthorpe, DV; Harborne, JB (1994). Натуральные продукты: их химия и биологическое значение . Harlow, Essex: Longman Scientific & Technical. стр. 308–309. ISBN 0-582-06009-5.
  12. ^ "Лимонен" (PDF) . EPA.gov . Агентство по охране окружающей среды США . Сентябрь 1994 г. Архивировано из оригинала (PDF) 16 октября 2014 г. Получено 7 января 2022 г. .
  13. ^ "Паспорт безопасности". Cutting Edge Formulations, Inc. 14 ноября 2014 г. Архивировано из оригинала 21 января 2022 г. Получено 7 января 2022 г. – через wsimg.com.
  14. ^ Батлер, Питер (октябрь 2010 г.). «Это как волшебство: удаление самоклеящихся марок с бумаги» (PDF) . Американский филателист . 124 (10). Американское филателистическое общество : 910–913.
  15. ^ «Использование D-лимонена для растворения опорных конструкций 3D-печати». fargo3dprinting.com . Fargo 3D Printing. 26 апреля 2014 г. Получено 30 декабря 2015 г.
  16. ^ Wynnchuk, Maria (1994). «Оценка заменителей ксилена для обработки парафиновой ткани». Журнал гистотехнологии (2): 143–149. doi :10.1179/014788894794710913 (неактивен 19 ноября 2024 г.) – через ingentaconnect.com.{{cite journal}}: CS1 maint: DOI неактивен по состоянию на ноябрь 2024 г. ( ссылка )
  17. ^ Карсон, Ф. (1997). Гистотехнология: Самостоятельный учебник . Чикаго: ASCP Press. С. 28–31. ISBN 0-89189-411-X.
  18. ^ Кирнан, JA (2008). Гистологические и гистохимические методы (4-е изд.). Банбери, Великобритания: Scion Publishing, Ltd. стр. 54, 57. ISBN 978-1-904842-42-2.
  19. ^ "Cyclone Power представит двигатель внешнего сгорания на мероприятии SAE". greencarcongress.com . Конгресс зеленых автомобилей. 20 сентября 2007 г.
  20. ^ Ким, Y.-W.; Ким, M.-J.; Чунг, B.-Y.; и др. (2013). «Оценка безопасности и риска D -лимонена». Журнал токсикологии и охраны окружающей среды, часть B. 16 ( 1): 17–38. Bibcode : 2013JTEHB..16...17K. doi : 10.1080/10937404.2013.769418. PMID  23573938. S2CID  40274650.
  21. ^ Деза, Густаво; Гарсия Браво, Бегонья; Сильвестре, Хуан Ф.; и др. (2017). «Контактная сенсибилизация к гидропероксидам лимонена и линалоола в Испании: перспективное исследование GEIDAC» (PDF) . Контактный дерматит . 76 (2): 74–80. doi :10.1111/cod.12714. hdl : 10230/33527 . PMID  27896835. S2CID  21494625.
  22. ^ «Лимоны не могут вылечить рак». Национальная академия наук, инженерии и медицины США. 2024. Архивировано из оригинала 28 апреля 2024 года.

Внешние ссылки

На Викискладе есть медиафайлы по теме Лимонен .