Терпе́ны — класс углеводородов — продуктов биосинтеза общей формулы (C ₅ H ₈ ) _n , с углеродным скелетом, формально являющимся производным изопрена СН ₂ =С(СН ₃ )−СН=СН ₂ .

В больших количествах терпены содержатся в хвойных растениях, во многих 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:

• — C ₅ H ₈ ,
• Монотерпены (терпены) — C ₁₀ H ₁₆ ,
• Сесквитерпены (полуторатерпены) — C ₁₅ H ₂₄ ,
• Дитерпены — C ₂₀ H ₃₂ , (C ₁₀ H ₁₆ ) ₂ ,

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

• Тритерпены — C ₃₀ H ₄₈ , (C ₁₀ H ₁₆ ) ₃ ,
• Тетратерпены — C ₄₀ H ₆₄ , (C ₁₀ H ₁₆ ) ₄ ,
• Политерпены — (C ₅ H ₈ ) _n , где n > 8.

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 , , борнеол , камфора , вербенон и пиперитон . Сесквитерпены есть в сандаловом дереве (β- ), в эвкалиптовом масле — и . Дитерпены встречаются довольно редко, известны α- , фитол (входит в состав хлорофилла ), абиетиновая кислота.

Монотерпен мирцен	Сесквитерпен кадинен	Дитерпен абиетиновая кислота	Тритерпен

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:

• альфа- пинен — основной компонент скипидара (соснового масла);
• бета- пинен и дельта-3-карен — содержатся в некоторых видах эфирных масел , во многих маслах являются минорными компонентами;
• лимонен — компонент цитрусовых эфирных масел.

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

Пинен — бициклический терпен (монотерпен). Известны 3 изомера , отличающихся положением 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 . Скипидар , а реже α- и β-пинены применяются как растворители лаков и красок, сырьё для получения соснового масла , 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 изомера , отличающихся положением 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 TiO ₂ , CH ₃ COOH и H ₂ SO ₄ 3-карен изомеризуется в 2-карен. При гидрировании в мягких условиях все карены превращаются в смесь цис - и транс -каранов. 3-карен содержится в скипидарах , получаемых из Sarg. (55—65 %), сосны жёлтой ( Pinus ponderosa ) (20—25 %), сосны обыкновенной ( Pinus silvestris L. ) (20—40 %) и других видов сосен . 2-карен содержится в эфирном масле L. . 3-карен применяют для получения душистых веществ, в частности ментола , и ряда других веществ.

Лимонен

Лимонен — 1-метил-4-изопропенилциклогексен-1, углеводород группы терпенов. Существует в виде двух оптически активных форм — энантиомеров и в виде 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 карвона , однако в промышленности карвон синтезируют из лимонена нитрозированием нитрозилхлоридом с последующим гидролизом образовавшегося оксима карвона. Дегидрирование лимонена в присутствии серы ведёт к образованию цимола . Лимонен образуется из геранилфосфата через циклизацию промежуточно образующегося карбокатиона. Содержится во многих эфирных маслах (в эфирных маслах цитрусовых до 90 % D -лимонена) и в скипидаре (4—6 % дипентена в скипидаре из живицы сосны обыкновенной 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 лат. carota — морковь ) — жёлто-оранжевый пигмент , непредельный углеводород из группы каротиноидов . Эмпирическая формула С ₄₀ H ₅₆ . Нерастворим в воде, но растворяется в органических растворителях. Содержится в листьях всех растений, а также в корне моркови, плодах шиповника и др. Является провитамином витамина А . Зарегистрирован в качестве 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

Литература

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

Ссылки

• .