hajuinen aine

hajuinen aine (mikä)- ▲ aineet, jotka haisevat voimakkaasti hajuisia aineita aineita, jotka lähettävät voimakasta hajua. myski. ambra. balsami. mirha. eugenoli. bentsoiinihartsi, kasteinen suitsuke. osmoforit. odorologia. kyynelkaasu … Venäjän kielen ideografinen sanakirja

tuoksu- kvapioji material statusas T ala chemija määritelmäis Malonaus kvapo organinis junginys. atitikmenys: engl. tuoksuva aine; hajuinen aine; hajuinen aine tuoksuva aine; haisevaa tavaraa... Chemijos terminų aiskinamasis žodynas

LUPULIN- Hajuinen aine, jota erittävät erityiset rauhaset, jotka sijaitsevat pääasiassa Humulus lupulus L. -lehtien suojuslehtien ulkopuolella (ns. kartiossa) ... Kasvitieteellisten termien sanasto

Suitsuke- hajuinen aine kehon voitelemiseen tai hieromiseen, ruumiiden palsamointiin, suitsukkeita varten (suitsuke) jne. B. uutettiin kasvis- (lilja, ruusu, laventeli) tai eläinraaka-aineista, vaivattiin öljyssä (manteli, oliivi, pähkinä) ... ... Antiikin sanakirja

- (lat. muscus). Hajuinen lääkeaine, joka on uutettu myskipeuran vatsassa olevista pusseista; stimulantti ja antikonvulsantti. Venäjän kielen vieraiden sanojen sanakirja. Chudinov A.N., 1910. MUSKI lat. muskus, arabi... Venäjän kielen vieraiden sanojen sanakirja

Joidenkin matelijoiden (krokotiilit, tuatara, käärmeet) ja nisäkkäiden (myskipeura, myskipeura, majava, piisami) urosten ihorauhaset. Hajuinen aine myski vapautuu. * * * LIHArauhaset Liharauhaset, ihorauhaset joidenkin miehillä ... ... tietosanakirja

hajumittari- laite hajun tarkkuuden mittaamiseen. Olfaktometri on erityisen yleinen. Zvaardemakert on ontto sylinteri, jossa on hajua sisältävää ainetta sisältäviä huokosia, johon työnnetään lasiputki jakoineen: upotettuaan sylinteriin se vähentää ... ... Suuri psykologinen tietosanakirja

Haluatko parantaa tätä artikkelia?: Wikifioi artikkeli. Odorologia on tiedettä hajuista. On olemassa useita tapoja ... Wikipedia

Se on lähes tuntematon vapaana, mutta se löytyy yleensä liuoksesta nestemäisissä tai kiinteissä rasvoissa. Saatu infuusiolla tai imeytymisellä Viola odorata -puun kukista. Useimmiten molemmat menetelmät yhdistetään, ja ensin vaaditaan rasvaa tai öljyä kukille ...

- (squamae) mikroskooppisesti pienet kitiiinimuodostelmat, jotka ovat levyjen muodossa ja sijaitsevat siipissä ja muissa kehon osissa; hostellissa Ch. tunnetaan nimellä pöly. Ch:n muoto on erittäin monipuolinen; ne ovat yleensä pidempiä... Ensyklopedinen sanakirja F.A. Brockhaus ja I.A. Efron

Tiedemiehet ympäri maailmaa ovat kehittäneet kaksi tusinaa tietokonemallia oppiakseen ennustamaan molekyylin hajun sen rakenteen perusteella. Mikä parasta, mallit ennustavat hajun voimakkuutta, sen miellyttävyyttä ja samankaltaisuutta valkosipulin tuoksun, polttavan ja mausteisen aromin kanssa, yksi työn kirjoittajista Marat Kazanov, instituutin soveltavan bioinformatiikan sektorin johtaja. Venäjän tiedeakatemian tiedonvälitysongelmat, Skolkovon tiede- ja teknologiainstituutin vanhempi tutkija kertoi Atticille.

Haistamme hajuja signaalien ansiosta, jotka tulevat aivoihin hajuhermosoluista, joiden reseptorit sitoutuvat nenään joutuviin hajuainemolekyyleihin. Mutta on erittäin vaikea ennustaa, millaisen reaktion tämä tai tuo molekyyli aiheuttaa, vaikka tämä kysymys on pitkään kiinnostanut molempia tutkijoita, jotka tutkivat molekyylien vuorovaikutusta reseptorien ja hajusteiden kanssa.

”Nykyisen tieteellisen tiedon avulla on mahdollista ennustaa, minkä värin ihminen näkee, jos hän tietää sähkömagneettisen säteilyn aallonpituuden tai jos hän tietää ääniaallon taajuuden, minkä äänen hän kuulee. Toisin kuin näkö ja kuulo, tutkijat eivät vieläkään voi ennustaa hajua molekyylin kemiallisen rakenteen perusteella. Samanlaiset molekyylit voivat aiheuttaa erilaisia ​​hajuja, ja molekyylit, joilla on täysin erilaiset rakenteet, voivat haistaa samalta, Marat Kazanov sanoi.

Esimerkiksi ihmiset erottavat täydellisesti alkoholit n-propanolin, n-butanolin ja n-pentanolin hajun perusteella, vaikka niiden kaavat ovat samanlaiset.

Päinvastoin, muskonilla ja myski-ketonilla on täysin erilaiset kaavat, mutta ne tuoksuvat samalta - myski. Tälle hajun havaitsemisen ominaisuudelle ei ole vielä selitystä.

"On yritetty rakentaa ennustavia laskennallisia malleja, jotka yhdistävät molekyylin kemiallisen rakenteen havaittuun hajuun, mutta ne perustuivat yleensä tietoihin 30 vuotta vanhasta kokeesta, jossa oli rajoitettu joukko aromaattisia aineita", tutkija selitti.

Tässä kokeessa lähes puolitoistasataa osallistujaa määritti aineiden, kuten esimerkiksi asetofenonin, hajun. Kokeessa käytettiin yhteensä 10 ainetta. Uudessa kokeessa, jonka tulokset julkaistiin v Tiede, osallistujia oli vähemmän - 49 henkilöä, mutta heidän arvioimansa aineet olivat paljon suurempia - 476.

Jokaiselle aromaattiselle aineelle arvioitiin sen tuoksun eri ominaisuuksien, kuten intensiteetin ja miellyttävyyden, ilmentymisaste sekä sen samankaltaisuus 19 annetun tuoksun kanssa (makea, kukkainen, puun tuoksu, ruohon tuoksu jne.). Kaikille aromaattisille aineille laskettiin 4884 molekyyliominaisuuksia, jotka vaihtelivat standardeista - molekyylipainosta, tiettyjen atomien läsnäolosta ja päättyen molekyylin spatiaalisiin ominaisuuksiin.

Nämä tiedot tarjottiin DREAM Olfaction Prediction -konsortion jäsenille. DREAM Challenges on joukkohankintaalusta, jonka avulla tutkijat kaikkialta maailmasta voivat kokoontua yhteen ratkaisemaan erilaisia ​​biologian ja lääketieteen tutkimusongelmia.

Tässä tapauksessa konsortion osallistujia pyydettiin rakentamaan esitettyjen tietojen perusteella laskennallisia malleja, jotka ennustavat molekyylien ominaisuuksien perusteella, miltä aromaattiset aineet haisevat.

Yhteensä rakennettiin 18 laskennallista mallia. Mikä parasta, he ennustivat hajun voimakkuuden, sitten sen miellyttävyyden ihmisille ja sitten samankaltaisuuden 19 annetun tuoksun kanssa. Mallit ennustivat luottavaisesti yhtäläisyyksiä valkosipulin ja palavan, makean, hedelmäisen ja mausteisen aromin kanssa. Vaikeinta oli ennustaa samankaltaisuutta virtsan, puun ja hapan hajun kanssa.

Mallit osoittivat myös joitain korrelaatioita hajujen ja molekyylien ominaisuuksien välillä. Joten mitä suurempi oli molekyylipaino, sen haju oli heikompi, mutta miellyttävämpi. Hajun voimakkuus korreloi myös polaaristen ryhmien, kuten fenolin, enolin ja hydroksyyliryhmän, läsnäolon kanssa molekyylissä, kun taas miellyttävyys korreloi molekyylin samankaltaisuuden kanssa paklitokseli- ja sitronekanssa.

Molekyylin rikkiatomit yhdistettiin valkosipulin ja palamisen tuoksuihin, ja rakenteeltaan vanilliinia muistuttavat molekyylit haisivat leipomiselta.

Ekaterina Borovikova

MOU "Yleiskoulu nro 45"

Kurssityöt

Tuoksujen kemia.

Tarkastettu: Duda L.N.

Valmistunut: oppilas 11 "b" luokka

Kovalev Dmitri Vasilievich

Kemerovo.

Johdanto

Tuoksut

Hajuisten aineiden luokitus

Aineen hajun ja sen rakenteen välinen suhde

Haju

Tuoksuva retortti

Tuoksuvat esterit

Johtopäätös

Sovellukset

Kirjallisuus

Johdanto

Lähes 2000 vuotta sitten muinainen tiedemies, runoilija ja filosofi Titus Lucretius Car uskoi, että nenäontelossa oli erikokoisia ja -muotoisia pieniä huokosia. Hän päätteli, että jokainen hajuinen aine säteili pieniä molekyylejä, jotka ovat sen muotoisia. Haju havaitaan, kun nämä molekyylit tulevat hajuontelon huokosiin. Jokaisen hajun tunnistaminen riippuu siitä, mihin huokosiin nämä molekyylit sopivat.

Vuonna 1756 M. V. Lomonosov esitti teoksessaan "Sana valon alkuperästä, joka edustaa uutta väriteoriaa" ajatuksen, että hermosolujen päät aiheuttavat ainehiukkasten värähtelyjä. Tässä teoksessa hän kirjoitti eetterihiukkasten "pyörivistä" (värähtelevistä) liikkeistä aistien, mukaan lukien näkö-, maku- ja hajuaistin, stimulantteina.

Viime vuosisadan aikana on ehdotettu noin 30 teoriaa, joiden kirjoittajat yrittivät selittää hajun luonnetta, sen riippuvuutta hajuisen aineen ominaisuuksista. Tällä hetkellä on todettu, että hajun luonteella, kuten valon luonteella, on kaksoisluonne: corpuscular (riippuen hajuaineen rakenteesta) ja aalto.

Joillakin identtisillä molekyyleillä on erilaisia ​​hajuja, eli pääroolissa on hajuisen aineen molekyylien geometrinen muoto. Tämä selittyy sillä, että nenäontelon hajuhiuksissa on viiden perusmuodon reikiä, jotka havaitsevat viisi hajua (kamferi, myski, kukka, minttu, eteerinen). Kun hajuisen aineen molekyyli tulee reikään, joka on konfiguraatioltaan lähellä sitä, haju tuntuu (J. Amour, 1952). Siten Lucretiuksen spekulatiivinen johtopäätös osoittautui tieteellisesti perustelluksi. On olemassa kaksi muuta päähajua - pistävä ja mädäntynyt, mutta niiden havaitseminen ei liity reikien muotoon, vaan erilaiseen asenteeseen hajuhermojen pään peittävän vaipan sähkövarauksiin. Kaikki olemassa olevat tuoksut saadaan sekoittamalla edellä mainitut seitsemän hajua sopiviin yhdistelmiin ja suhteisiin.

Nykyaikaisten tietojen mukaan hajuaineiden molekyylit absorboivat ja emittoivat aallonpituuksia 1-100 mikronia, kun taas ihmiskeho normaalilämpötilassa absorboi ja emittoi aallonpituuksia 4-200 mikronia. Tärkeimpien sähkömagneettisten aaltojen pituus on 8-14 mikronia, mikä vastaa spektrin infrapunaosan aallonpituutta. Hajuisten aineiden vaikutuksen absorptio saavutetaan ultraviolettisäteillä ja infrapunasäteiden absorptiolla. Ultraviolettisäteet tappavat monia hajuja, ja tätä käytetään ilman puhdistamiseen ei-toivotuista hajuista.

Nämä tiedot, samoin kuin hajuspektrin tutkimus, antavat aihetta uskoa, että hajut ovat luonteeltaan fysikaalisia, ja jopa suunnilleen osoittavat niiden sijainnin sähkömagneettisen värähtelyasteikon infrapuna- ja ultraviolettiosissa. Siten Lomonosovin ajatus eetterihiukkasten "pyörivistä" liikkeistä aistielinten kiihottimina on löytänyt tieteellistä vahvistusta.

Edellä mainitut teoriat mahdollistivat laitteiden luomisen, jotka pystyvät "haistamaan" hajukimppuja, määrittämään viinien, kahvin, tupakan, erilaisten elintarvikkeiden jne. lajikkeet. Jokaisen hajun ominaisuudet voidaan nyt tallentaa ja toistaa erilaisilla teknisillä laitteilla. Esimerkiksi Tokion elokuvateattereissa elokuvan eri kohtauksiin liittyy erilaisia ​​hajuja, joiden tyyppi ja voimakkuus määritetään tietokoneella ja jaetaan yleisölle.

Seitsemän spektrin väriä, seitsemän yksinkertaista ääntä ja seitsemän hajukomponenttia – tästä muodostuu koko väri-, ääni- ja tuoksuvalikoima. Tämä tarkoittaa, että visuaalisissa, maku- ja hajuaistimissa on yleisiä kuvioita, eli voit saada sointua paitsi äänen ja värin, myös hajun.

Tuoksut

Tuoksulla tarkoitetaan yleensä miellyttävän tuoksuisia orgaanisia aineita. On epätodennäköistä, että kukaan sanoisi niin kloorista tai merkaptaanista, vaikka niillä on oma hajunsa. Kun hajuaineita yleensä tarkoitetaan, niitä kutsutaan hajuisiksi. Kemian näkökulmasta eroa ei ole. Mutta jos tiede tutkii hajuaineita yleisesti, niin teollisuus (ja ennen kaikkea hajuvesi) on pääasiassa kiinnostunut tuoksuaineista. On totta, että tässä on vaikea vetää selkeää rajaa. Kuuluisa myski - hajuveden perusta - tuoksuu terävästi, jopa epämiellyttävältä, mutta sitä on lisätty vähäisinä määrinä hajuvesiin, se vahvistaa ja parantaa niiden hajua. Indolilla on ulosteen haju, ja laimennettuna - "valkoisen lilan" hengessä - ei aiheuta tällaisia ​​​​assosiaatioita.

Muuten, tuoksuaineet eivät eroa vain hajussa, vaan niillä kaikilla on myös fysiologinen vaikutus: jotkut hajuelinten kautta keskushermostoon, toiset, kun ne viedään sisään. Esimerkiksi sitraali - hajuvedissä käytetty aine, jolla on miellyttävä sitruunatuoksu, on myös verisuonia laajentava aine ja sitä käytetään verenpainetautiin ja glaukoomaan.

Monilla tuoksuaineilla on myös antiseptinen vaikutus: suovedellä peitetty lintukirsikan oksa tuhoaa kaikki mikro-organismit 30 minuutissa.

Kaikki aineiden jako hajun mukaan ei ole kovin tiukkaa: se perustuu subjektiivisiin tunteisiimme. Ja usein mistä toinen pitää, toinen ei pidä. On edelleen mahdotonta arvioida objektiivisesti, ilmaista aineen hajua.

Sitä verrataan yleensä johonkin, esimerkiksi orvokkien, appelsiinien, ruusujen tuoksuun. Tiede on kerännyt paljon empiiristä tietoa hajun yhdistämisestä molekyylien rakenteeseen. Jotkut kirjoittajat antavat jopa 50 tai enemmän tällaista "siltaa" rakenteen ja hajun välillä. Ei ole epäilystäkään siitä, että tuoksuaineet sisältävät pääsääntöisesti yhden niin sanotuista funktionaalisista ryhmistä: karbinoli -C-OH, karbonyyli >C=O, esteri ja joitain muita.

Estereillä on yleensä hedelmäinen tai hedelmäinen kukkainen tuoksu, mikä tekee niistä välttämättömiä elintarviketeollisuudessa. Loppujen lopuksi ne antavat monille makeisille ja virvoitusjuomille hedelmän tuoksun. Esterit ja hajuvesiteollisuus eivät ole ohittaneet huomiotaan: käytännössä ei ole yhtä koostumusta, missä ne ovat mukana.

Hajuisten aineiden luokitus

Hajusteita löytyy hyvin monista orgaanisten yhdisteiden luokista.

Niiden rakenne on hyvin monipuolinen: nämä ovat yhdisteitä, joilla on luonteeltaan tyydyttynyt ja tyydyttymätön avoin ketju, aromaattiset yhdisteet, sykliset yhdisteet, joiden syklissä on erilainen määrä hiiliatomeja. Hajuaineita on yritetty luokitella hajun perusteella toistuvasti, mutta ne eivät ole onnistuneet, koska tällaiseen ryhmittelyyn liittyy merkittäviä vaikeuksia ja sillä ei ole tieteellistä perustaa. Myös hajuaineiden luokittelu niiden käyttötarkoituksen mukaan on hyvin ehdollista, koska samoilla hajuaineilla on eri käyttötarkoituksia, esimerkiksi hajuvesien, makeisten jne.

On kätevintä luokitella hajuaineet orgaanisten yhdisteiden ryhmiin. Tällainen luokittelu mahdollistaisi niiden hajun yhdistämisen molekyylin rakenteeseen ja funktionaalisen ryhmän luonteeseen (ks. liitteet, taulukko 1).

Laajin hajuaineiden ryhmä ovat esterit. Monet hajuaineet kuuluvat aldehydeihin, ketoneihin, alkoholeihin ja joihinkin muihin orgaanisten yhdisteiden ryhmiin. Alempien rasvahappojen ja tyydyttyneiden rasva-alkoholien estereillä on hedelmäinen tuoksu (hedelmäesanssit, kuten isoamyyliasetaatti), alifaattisten happojen ja terpeenien esterit tai aromaattiset alkoholit - kukka (esim. bentsyyliasetaatti, terpinyyliasetaatti), bentsoe-, salisyylihappoesterit ja muut aromaattiset hapot - enimmäkseen makea balsamiton tuoksu.

Tyydytetyistä alifaattisista aldehydeistä, esimerkiksi dekanaali, metyylinonyyliasetaldehydi, terpeeni - sitraali, hydroksisitronellali, aromaattisista - vanilliini, heliotropiini, rasva-aromaattinen - fenyyliasetaldehydi, kanelialdehydi. Ketoneista yleisimpiä ja tärkeimpiä ovat alisykliset, jotka sisältävät ketoryhmän kierrossa (vetion, jasmone) tai sivuketjussa (iononit), ja rasva-aromaattiset (n-metoksiasetofenoni), alkoholeista - yksiarvoinen terpeeni (_aika) -nioli, linalooli jne.) ja aromaattinen (bentsyylialkoholi).

Aineen hajun ja sen rakenteen välinen suhde

Laaja kokeellinen aineisto yhdisteiden hajun ja niiden molekyylien rakenteen välisestä suhteesta (funktionaalisten ryhmien tyyppi, lukumäärä ja sijainti, koko, haarautuminen, tilarakenne, monisidosten esiintyminen jne.) ei vielä riitä hajun ennustamiseen. aineesta näiden tietojen perusteella. Tietyille yhdisteryhmille paljastettiin kuitenkin tiettyjä säännönmukaisuuksia. Useiden identtisten funktionaalisten ryhmien (ja alifaattisen sarjan yhdisteiden - ja erilaisten) kertyminen yhteen molekyyliin johtaa yleensä hajun heikkenemiseen tai jopa sen täydelliseen häviämiseen (esimerkiksi vaihdettaessa yksiarvoisista alkoholeista moniarvoiset). Isorakenteisten aldehydien tuoksu on yleensä voimakkaampi ja miellyttävämpi kuin normaalirakenteisten isomeerien tuoksu.

Molekyylin koolla on merkittävä vaikutus hajuun. Yleensä homologisen sarjan naapurijäsenillä on samanlainen haju, ja sen vahvuus muuttuu vähitellen siirtyessään sarjan jäsenestä toiseen. Kun molekyylin tietty koko on saavutettu, haju katoaa. Joten alifaattisen sarjan yhdisteet, joissa on yli 17-18 hiiliatomia, ovat yleensä hajuttomia. Haju riippuu myös hiiliatomien määrästä kierrossa. Esimerkiksi makrosykliset ketonit C 5-6 tuoksuvat karvaalta mantelilta tai mentolilta, C 6-9 - antavat ohimenevän tuoksun, C 9-12 - kamferin tai mintun tuoksu, C 13 - hartsin tai setrin tuoksu,

C 14-16 - myskin tai persikan tuoksu, C 17-18 - sipulin tuoksu ja yhdisteet, joissa on C 18 tai enemmän, joko eivät haise ollenkaan tai haisevat erittäin heikosti:

Aromin vahvuus riippuu myös hiiliatomien ketjun haarautumisasteesta. Esimerkiksi myristinen aldehydi tuoksuu erittäin heikosti, kun taas sen isomeeri tuoksuu voimakkaasti ja miellyttävästi:

Yhdisteiden rakenteiden samankaltaisuus ei aina määrää niiden hajujen samankaltaisuutta. Esimerkiksi estereitä (β-naftolia, jolla on miellyttävä ja voimakas tuoksu, käytetään laajalti hajuvedissä, ja α-naftoliesterit eivät haise ollenkaan:

Sama vaikutus havaitaan polysubstituoiduilla bentseeneillä. Vanilliini on yksi tunnetuimmista tuoksuaineista, ja isovanilliini haisee fenolilta (karbolihaposta) ja jopa silloin korkeissa lämpötiloissa:

Useiden sidosten esiintyminen on yksi merkkejä siitä, että aineella on hajua. Harkitse esimerkiksi isoeugenonia ja eugenonia:

Molemmilla aineilla on voimakas neilikan tuoksu, niitä käytetään laajalti hajusteissa. Samanaikaisesti isoeugenonilla on miellyttävämpi tuoksu kuin eugenonilla. Niiden kaksoissidos kannattaa kuitenkin kyllästää, ja haju melkein katoaa.

Myös päinvastaiset tapaukset tunnetaan. Syklamenialdehydi (syklamaali) - aine, jolla on herkkä kukkainen tuoksu - yksi arvokkaimmista aineista, sisältää tyydyttyneen sivuketjun, ja forsyklamenilla, jolla on kaksoissidos tässä ketjussa, on lievä epämiellyttävä haju:

Usein aineen epämiellyttävä haju johtuu kolmoissidoksesta. Tässäkin on kuitenkin poikkeus. Folion - välttämätön komponentti monissa hajuvesikoostumuksissa - aine, jossa tuoreiden yrttien tuoksu tulee hyvin toimeen kolmoissidoksen kanssa:

Toisaalta aineilla, jotka eroavat kemiallisesta rakenteesta, voi olla samankaltaisia ​​hajuja. Ruusumainen tuoksu on tyypillistä esimerkiksi 3-metyyli-1-fenyyli-3-pentanolirosasetaatille, geraniolille ja sen cis-isomeerille - nerolille, rosenoksidille.

Myös aineen laimennusaste vaikuttaa hajuun. Joten joillakin hajuisilla aineilla puhtaassa muodossaan on epämiellyttävä haju (esimerkiksi sivetti, indoli). Erilaisten aromaattisten aineiden sekoittaminen tietyssä suhteessa voi johtaa sekä uuden hajun ilmaantumiseen että sen häviämiseen.

Joten stereokemiallisessa teoriassa (J. Amour, 1952) oletettiin 7 primaarisen hajun olemassaoloa, jotka vastaavat 7 tyyppistä reseptoria; jälkimmäisten vuorovaikutus tuoksuaineiden molekyylien kanssa määräytyy geometristen tekijöiden avulla. Samaan aikaan aromaattisten aineiden molekyylejä tarkasteltiin jäykkien stereokemiallisten mallien muodossa ja hajureseptoreita erimuotoisten reikien muodossa. Aaltoteoria (R. Wright, 1954) oletti, että hajun määrää molekyylien värähtelytaajuuksien spektri alueella 500-50 cm -1 (l ~ 20-200 mikronia). Funktionaalisten ryhmien teorian (M. Bets, 1957) mukaan aineen haju riippuu molekyylin yleisestä "profiilista" ja funktionaalisten ryhmien luonteesta. Mikään näistä teorioista ei kuitenkaan voi menestyksekkäästi ennustaa aromaattisten aineiden hajua niiden molekyylien rakenteen perusteella.

Haju

Toistaiseksi hajuaineiden vaikutusmekanismia hajuelimessä ei ole täysin selvitetty. On olemassa erilaisia ​​fysikaalisia ja kemiallisia teorioita, joissa tutkijat yrittävät selittää tätä mekanismia.

Hajutuntemusta varten hajuaineen molekyylin suora kosketus hajureseptoreihin on välttämätöntä. Tässä suhteessa hajuaineen välttämättömiä ominaisuuksia ovat haihtuvuus, liukoisuus lipideihin ja jossain määrin veteen, riittävä kyky adsorboitua hajukalvoon, tietyt molekyylipainorajat jne. Mutta ei tiedetä, mikä fysikaalinen tai kemialliset ominaisuudet määräävät aineen tehokkuuden hajua ärsyttävänä aineena.

Tiedemiehet ovat onnistuneet rakentamaan ketjun hajuisen aineen vuorovaikutuksesta reseptorin kanssa selkeän vaikutelman muodostumiseen aivoissa tietystä hajusta. Tärkeä rooli tässä oli amerikkalaisten tutkijoiden Richard Axelin ja Linda Buckin tutkimuksilla, joista he saivat vuoden 2004 fysiologian tai lääketieteen Nobel-palkinnon.

Avain hajujärjestelmän toiminnan ymmärtämiseen oli noin tuhannen geenin valtavan perheen löytäminen, joka ohjaa hajureseptorien toimintaa. L. Bak ja R. Axel julkaisivat artikkelin, jossa kuvataan tätä löytöä vuonna 1991. Yli 3 % kehon geenien kokonaismäärästä liittyy hajujen tunnistamiseen. Jokainen geeni sisältää tietoa yhdestä hajureseptorista - proteiinimolekyylistä, joka reagoi hajuaineen kanssa. Hajureseptorit kiinnittyvät reseptorisolujen kalvoon muodostaen hajuepiteelin. Jokainen solu sisältää vain yhden tyyppisen reseptorin.

Proteiinireseptori muodostaa taskun kemiallisen molekyylin sitomiseksi, jolla on haju (odorantti). Eri lajien reseptorit eroavat rakenteensa yksityiskohdista, joten ansataskut ovat eri muotoisia. Kun molekyyli pääsee sinne, reseptoriproteiinin muoto muuttuu ja hermosignaalin välitysprosessi alkaa. Jokainen reseptori voi rekisteröidä useiden eri hajuaineiden molekyylejä, joiden kolmiulotteinen rakenne vastaa jossain määrin taskun muotoa, mutta eri aineiden signaalin voimakkuus vaihtelee. Samanaikaisesti saman hajusteen molekyylit voivat aktivoida useita eri reseptoreita samanaikaisesti.

Proteiinireseptorin lisäksi eläinten hajuepiteelissä on toinen suurimolekyylinen komponentti, joka pystyy myös sitomaan hajuaineita. Toisin kuin kalvoproteiini, se on vesiliukoista ja ainakin osa siitä löytyy hajuepiteelin peittävästä limasta. On osoitettu, että sillä on nukleoproteiiniluonne. Sen pitoisuus epiteelissä on useita tuhansia kertoja suurempi kuin kalvoreseptorin, ja sen spesifisyys hajuaineille on paljon pienempi. Tutkijat uskovat, että se on osa epäspesifistä järjestelmää, joka puhdistaa hajuepiteelin erilaisista hajuaineista niiden toiminnan päätyttyä, mikä on välttämätöntä muiden hajujen vastaanottamiseksi.

Toisin sanoen oletetaan, että limaan joutuessaan nukleoproteiini pystyy lisäämään virtaustaan ​​ja siten tehostamaan hajuepiteelin puhdistusta. On myös mahdollista, että limassa oleva nukleoproteiini edistää hajuaineiden liukenemista siihen ja mahdollisesti suorittaa kuljetustoimintoja.

Tämä erilaisten reseptorien ja niiden vuorovaikutuksessa olevien molekyylien kemiallisten ominaisuuksien yhdistelmä tuottaa laajan signaalialueen, joka luo ainutlaatuisen tuoksusormenjäljen. Jokainen haju ikään kuin saa koodin (kuten tavaroiden viivakoodin), josta se voidaan erehtymättä tunnistaa seuraavalla kerralla.

Hajuaistilla on erittäin tärkeä rooli sekä eläinten että ihmisten elämässä. Hajujen tehtävät eläinten elämässä ovat erityisen monipuolisia. Hajuaisti auttaa heitä löytämään ja valitsemaan ruokaa, ilmoittaa vihollisten läsnäolosta, auttaa maalla ja vedessä orientoitumisessa (esim. lohikalan paluu vanhemmille, joiden hajun he muistavat).

Hajun tärkeä rooli vastakkaista sukupuolta olevien eläinten etsinnässä tunnetaan. Tässä tapauksessa tiedottaminen tapahtuu kemikaalien, niin kutsuttujen feromonien tai telergonien avulla, jotka erittävät erityisiä rauhasia. Feromonit ovat erittäin tehokkaita biologisesti aktiivisia yhdisteitä, ja niille on ominaista korkea spesifisyys. Näiden ominaisuuksien ansiosta niitä käytetään esimerkiksi hyönteisten houkuttelemiseen ja tuhoamiseen. Yleensä jokainen eläin on herkin yhdisteille, jotka ovat hänelle erityisen tärkeitä normaaleissa elinoloissa. Siksi jokaisella eläinlajilla on erityinen hajuspektri. Pienet hyönteiset pystyvät havaitsemaan vain yhden hajun - seksuaalisesti houkuttelevan aineen hajun. Mehiläinen, jolla on kehittyneempi hajujärjestelmä, erottaa satoja hajuja. Eläimillä, joilla on pitkälle kehittynyt hajuanalysaattori, kuten koirilla, hajuaisti on monessa suhteessa hallitseva rooli.

Huolimatta siitä, että eläimillä on hienovaraisempi hajuaisti kuin ihmisillä, ihmisten havaitsemien hajujen valikoima on paljon laajempi.

Ihminen pystyy oppimaan tunnistamaan jopa 4000 erilaista hajua ja niille herkimpiä ihmisiä - yli 10 tuhatta. Mutta tämä vaatii erityistä hajuntunnistuksen koulutusta. Tiedetään, että kokeneet kokit vain hajun perusteella, maistelematta ruokaa, voivat määrittää, kuinka hyvin se on suolattu. Kuinka he tekevät sen, on mysteeri, koska suola ei haise. Kaikilla ihmisillä ei tietenkään ole sellaisia ​​kykyjä.

Ihmisen elämässä hajuaistilla ei ole niin merkittävää roolia kuin eläinten elämässä, lukuun ottamatta sokeutta ja kuuroutta, kun aktiiviset aistielimet, mukaan lukien hajuaisti, kehittyvät kompensoivasti. Hajuisten aineiden hengityksellä on kuitenkin erittäin merkittävä fysiologinen vaikutus ihmiskehoon. Tuoksut vaikuttavat suorituskykyyn, muuttavat lihasvoimaa (lisää - ammoniakki, makeat ja kitkerät tuoksut), muuttavat kaasunvaihtoa (lisäävät - myski ja vähentävät - minttu-, ruusu-, kaneli-, sitruuna- ja bergamottiöljyt jne.), muuttavat hengitysrytmejä ja pulssi ( nopeuttaa ja syventää - luomuöljy ja epämiellyttävät tuoksut, vanilliini, ruusu- ja bergamottiöljy ja miellyttävät tuoksut vaikuttavat päinvastaisesti), muuttaa ihon lämpötilaa (lisätä - bergamotti- ja ruusuöljy, vanilliini, alentaa - epämiellyttävät hajut), muuttaa verenpainetta (lisää - epämiellyttäviä hajuja, alentaa - bergamotti- ja ruusuöljyä ja miellyttävät tuoksut), muuttaa kallonsisäistä painetta (epämiellyttävät hajut - nostaa ja miellyttävä - vähentää), vaikuttaa kuuloon (epämiellyttävä - vähentää), muuttaa näön laatua (bergamottiöljy parantaa näköä hämärässä epämiellyttävät hajut - pahenevat).

Ihmisen herkkyydelle hajujen havaitsemiselle on tunnusomaista ns. kynnyspitoisuus (hajuisen aineen vähimmäispitoisuus, jossa hajuaistimus ilmenee). Monilla tuoksuaineilla se on 10-8-10~n g/l ilmassa. Ihmisen käsitys hajuista (intensiteetti ja laatu) on yksilöllistä. Lisäksi tuoksujen maut ovat äärimmäisen monipuolisia, mutta jossain määrin yleistettävissä: toiset pitävät neilikka- ja patsulituoksuista, toiset hienovaraisista, makeista, herkistä ja raikkaista kukkaistuoksuista jne.

Ehdollisesti tuoksut voidaan jakaa kolmeen ryhmään: miellyttävä, epämiellyttävä ja välinpitämätön. Miellyttävä tuoksu on sellainen, jonka hengitettynä ihminen haluaisi tuntea sen paljon pidempään, mikä tuo iloa. Mutta on monia hajuja, jotka ovat miellyttäviä toisille ja epämiellyttäviä toisille, eli hajun laadun psykologinen määritelmä on suhteellinen. Ehdottomasti epämiellyttäväksi hajuksi tulee katsoa sellainen, joka aiheuttaa aivoissa epämiellyttäviä ajatuksia hajoamisesta, rappeutumisesta. Välinpitämättömät hajut - ne, joita ei havaita, joihin olemme niin tottuneet, että lakkaamme huomaamasta niitä, esimerkiksi tavallinen ilman, asunnon, hajuveden haju jne. Välinpitämättömyyden käsite menee joskus niin pitkälle, että jopa ilmassa hajuista ylikyllästyt laboratoriot voivat olla välinpitämättömiä siellä työskenteleville.

Pitkään altistuessaan tietylle hajulle ihmisestä tulee vähitellen immuuni sille, ja joskus hän lakkaa tuntemasta sitä, esimerkiksi kumariini - 1-2 minuutin kuluttua, sitraali - 7-8 minuutin kuluttua. Tätä ilmiötä kutsutaan hajuaistukseksi. Sen kesto ja syvyys riippuvat hajuisen aineen hajun voimakkuudesta ja luonteesta sekä sen altistumisen kestosta. Hajusopeutumisen myötä herkkyys vähenee paitsi käytetylle aineelle myös muille hajuaineille. Hajuaistin mukautumisen mekanismit eivät ole vielä täysin selvillä, koska sopeutuminen on subjektiivinen tekijä, joka vaihtelee suuresti henkilöstä toiseen.

Tuoksuva retortti

Aloitetaan luonnollisten tuoksuaineiden saamisesta kasveista.
Tuoksut löytyvät kasveista tavallisesti pienten pisaroiden muodossa erityisissä soluissa. Niitä ei löydy vain kukista, vaan myös lehdistä, hedelmien kuorista ja joskus jopa puusta.
Eteeristen öljyjen pitoisuus niissä kasvin osissa, joita käytetään niiden saamiseksi, vaihtelee välillä 0,1-10%. Sen tosiasian, että niitä kutsutaan öljyiksi, ei pitäisi johtaa meitä harhaan. Eteerisillä öljyillä ei ole mitään tekemistä tavallisten kasviöljyjen kanssa: pellavansiemen-, auringonkukka-, maissi-, eli nestemäisten rasvojen kanssa. Ne ovat enemmän tai vähemmän monimutkaisia ​​erityyppisten tuoksuvien orgaanisten aineiden seoksia.

Niistä erityisen yleisiä ovat tyydyttyneiden, tyydyttymättömien ja aromaattisten sarjojen esterit, aldehydit ja alkoholit.
Terpeenit ja niiden johdannaiset ovat erittäin tärkeitä eteeristen öljyjen komponentteja.

Harkitse joidenkin tämän yhdisteluokan edustajien kaavoja: Terpinen on syklinen hiilivety. Sitä löytyy pieninä määrinä monissa eteerisissä öljyissä. Limoneeni on tärkeä osa sitruunankuoriöljyä. Pineeni on tärpätin pääkomponentti. Se toimii lähtöaineena synteettisten tuoksujen valmistuksessa.
Eteeriset öljyt ovat yleensä erittäin vaikeasti liukenevia veteen, mutta liukenevat helposti alkoholiin. Siksi alkoholia käytetään suuria määriä hajuvesiteollisuudessa liuottimena. Eteerisiä öljyjä voidaan saada esimerkiksi uuttamalla niitä kasvinosista alkoholilla tai muilla liuottimilla. Kukkien arvokkaimmat tuoksuaineet saadaan asettamalla vuorotellen kerroksia kiinteää eläinrasvaa ja kasviosia suljetussa kammiossa teräsverkon päälle. Hetken kuluttua kukat korvataan uusilla, jotta rasva on kyllästetty eteerisellä öljyllä. Tällä menetelmällä (Ranskassa sitä kutsutaan "enfleurageksi") saadaan rasvaa, joka sisältää siihen liuenneita eteerisiä öljyjä, ja tämä aromaattisten aineiden tiiviste toimitetaan hajuvesitehtaille (Sitten eteeriset öljyt uutetaan rasvasta alkoholilla. Tämä menetelmä on käytetään esimerkiksi eteeristen öljyjen uuttamiseen jasmiinista ja tuberoosista. - Noin käännös). Käytämme kolmatta, erityisen tärkeää eteeristen öljyjen uuttamismenetelmää - höyrytislausta.
Eteeriset öljyt itsessään ovat usein haihtuvia vain korkeissa lämpötiloissa, ja niiden kiehumiseen liittyy hajoamista. Jos vesihöyryä kuitenkin johdetaan kasveista tai niiden osista koostuvan massan läpi, öljyt poistetaan sen mukana ja kerätään sitten tisleeseen pisaroiden muodossa, joilla on pieni tiheys ja jotka siten kelluvat veden pinnalla. .

Hanki eteeriset öljyt.

Suljemme 0,5 litran pullon kumitulpalla, jossa on kaksi reikää. Yhdessä niistä laitamme päähän vedetyn lasiputken, joka ulottuu melkein pullon pohjalle. Tämä putki toimii varoventtiilinä. Sen pitäisi olla tarpeeksi pitkä (noin 1 m).

Toisen reiän läpi viemme kaarevan putken lyhyen kulmakappaleen, jonka sisähalkaisija on vähintään 5 mm (On parasta ottaa putki, jonka sisähalkaisija on 8-10 mm. Pullojen välisen etäisyyden tulee olla mahdollisimman lyhyt , mutta putki kannattaa erottaa pullojen väliltä työntämällä keskelle lasit-paita ja yhdistämällä se putken molempiin osiin lyhyillä kumiletkupaloilla. T-paidan vapaaseen päähän on kiinnitetty pala kumiletkua siihen kiinnitetyllä puristimella.Tämän avulla voit nopeasti irrottaa tai liittää molemmat pullot kokeen aikana.Jos sinulla on metallihöyrystin, voit korvata ensimmäisen pullon sillä. - Huomautus . Käännös).

Työnnä saman putken pidempi haara korkin reiän läpi toiseen pulloon niin, että putki ulottuu myös sinne lähes pohjaan asti. Lisäksi yhdistämme toisen pullon lasiputken avulla suoraan jääkaappiin (Liebig tai ulkoinen lyijykäämi). Vastaanottimena on parasta ottaa erotus- tai pudotussuppilo.
Ensin saamme kuminaöljyä. Tätä varten tarvitsemme 20 g kuminaa

Jauha se huhmareessa lisäämällä hiekkaa tai vanhassa kahvimyllyssä. Laitetaan kumina toiseen pulloon ja lisätään vähän vettä - jotta se ei peitä kuminamassaa kokonaan. Täytämme ensimmäisen pullon kolmanneksen vedellä ja lisäämme veteen useita paloja huokoista keramiikkaa (“kattilaa”), jotta kiehuminen olisi tasaista.

Kuumenna nyt ensimmäisen ja sitten toisen pullon sisältö Bunsen-polttimella kiehuvaksi. Sen jälkeen siirrämme polttimen uudelleen ensimmäisen pullon alle ja lämmitämme sitä niin paljon kuin mahdollista, jotta vesihöyry kulkee intensiivisesti toisen pullon läpi, joka menee edelleen jääkaappiin ja siitä kondensaatin muodossa vastaanottimeen.

Jos polttimia on kaksi, toista pulloa voidaan lämmittää hieman samanaikaisesti, jotta nesteen tilavuus siinä ei kasva liikaa höyryn tiivistymisen seurauksena.

On kätevää käyttää hiekkakylpyä toisen pullon lämmittämiseen lämmittämällä se etukäteen ennen vesihöyryn kulkua. Ajellaan tislausta vähintään tunnin ajan. Tänä aikana säiliöön kerääntyy noin 100 ml vettä, jonka pinnalla kelluu värittömiä kuminaöljypisaroita. Erottelemme veden mahdollisimman täydellisesti erotussuppilon avulla ja tuloksena saadaan noin 10 tippaa puhdasta kuminaöljyä yhdessä pienen vesimäärän kanssa. Tästä määrästä riittäisi useamman pullon kuminalikööriä!

Kuminaöljyn ominainen haju johtuu karvonista, joka sisältää yli 50 %. Lisäksi se sisältää limoneenia, sitruunoiden aromaattista ainetta. Kuminaöljyä käytetään pääasiassa saippuoiden ja suuvesien hajusteluun. Sitä lisätään myös pieninä määrinä joihinkin hajuvesiin.

Samalla laitteella eteeriset öljyt voidaan eristää muista kasveista. Tätä varten jauha ne ja tislaa ne höyryssä 1-2 tunnin ajan. Tietenkin saanto vaihtelee eteerisen öljyn sisällöstä riippuen. Mielenkiintoisinta on saada seuraavat asiat eteeriset öljyt :

Piparminttuöljy. 50 g:sta kuivattua piparminttua saadaan 5-10 tippaa minttuöljy. Se sisältää erityisesti mentoli joka antaa sille tyypillisen hajun. Piparminttuöljyä käytetään suuria määriä Kölnin, hiusten wc-veden, hammastahnan ja eliksiirien valmistukseen. Tällä hetkellä mentoli saadaan enimmäkseen synteesillä.

anis öljyä saatu murskatusta aniksesta. Sekoitettuna piparminttuöljyyn ja eukalyptusöljyyn sitä löytyy hammastahnoista ja hammastahnoista sekä joistakin saippuoista.

neilikka öljyä saadaan höyrytislaamalla mausteena myytävistä neilikasta. Tärkeä osa sitä on eugenoli. (Eugenolia voidaan saada synteettisestä vanilliinista.) Neilikkaöljy on monien hajuvesien lisäaine, ja sitä käytetään myös suuvesien ja saippuoiden valmistuksessa.

laventeliöljy saamme 50 g:sta kuivattuja ja murskattuja laventelin kukkia. Se on yksi tärkeimmistä tuoksuaineista, jota käytetään laventeliveden ja Kölnin valmistuksen lisäksi hajuvesien, saippuoiden, hiusten WC-vesien, jauheiden, voiteiden jne. valmistukseen.

kuusiöljy. Keräämme vähintään 100-200 g neuloja ja nuoria kuusen versoja. Jauha ne ja, kun ne ovat vielä märkiä, tislaa vesihöyryllä lisäämättä ensin vettä. Yleensä neulat sisältävät vain muutaman kymmenesosan tästä eteerisestä öljystä. Se ilahduttaa meitä miellyttävällä aromilla huoneessa. Lisäksi kuusiöljy on suosikkimausteaine erilaisiin kylpyvalmisteisiin.

Jättäkäämme lukijan tehtäväksi hankkia kasveista muita tuoksuaineita. Esimerkiksi mäntyä, kanelia, kamomillakukkia tai muita tuoksuvia puutarhakukkia voidaan höyryttää. Säilytämme syntyneet tuotteet tiiviisti suljetuissa koeputkissa - myöhemmin tarvitsemme niitä tuoksuaineina kosmetiikan valmistukseen.

Valitettavasti meidän on kieltäydyttävä hankkimasta tuoksuvia aineita, jotka sisältävät hajusteita, joissa on hienovarainen, herkkä tuoksu - bergamottiöljyä, sekä jasmiinin kukkien ja appelsiinin kukkien öljyt - koska meillä ei ole tähän tarvittavia lähtöaineita.

Kielokukista saadaan kuitenkin myös eteeristä öljyä, jolla on erittäin herkkä aromi. Jos onnistut keräämään niitä paljon, kannattaa tietysti eristää eteerinen öljy niistä.

Tuoksuvat esterit

Monet tunnetut aromaattiset aineet kuuluvat luokkaan esterit. Jälkimmäiset ovat laajalle levinneitä luonnossa ja antavat laajan valikoiman tuoksusävyjä trooppisten orkideoiden tuoksusta meille hyvin tuttuihin hedelmien ominaisiin aromiin. Näitä yhdisteitä voimme syntetisoida.

Estereitä muodostuu alkoholien vuorovaikutuksessa karbolihappojen kanssa. Samalla vesi hajoaa

R-OH + HOOS- R 1 R-OOC- R 1 + H 2 O

alkoholi + happoesteri + vesi

Reaktio etenee melko nopeasti vain vettä poistavien aineiden ja katalyyttien läsnä ollessa. Siksi alkoholin ja karboksyylihapon seosta keitetään pitkään rikkihapon läsnäollessa, joka toimii vedenpoistoaineena ja myös katalysoi reaktiota.

Lisäksi reaktioseos on usein kyllästetty kaasumaisella vetykloridilla. Saman tuloksen saamme helpommin lisäämällä suolaa, joka muodostaa kloorivetyä rikkihapon kanssa.
Estereitä saadaan myös väkevän suolahapon tai vedettömän sinkkikloridin läsnä ollessa, mutta pienemmällä saannolla.

Käytämme näitä lisäaineita niissä tapauksissa, joissa alkuperäiset orgaaniset aineet hajoavat väkevän rikkihapon vaikutuksesta, mikä voidaan havaita reaktioseoksen tummumisesta ja epämiellyttävästä pistävästä hajusta.

Saamme estereitä.

Käytämme yksinkertaista laitetta saadaksemme estereitä pieninä määrinä. Aseta kapea koeputki leveään koeputkeen siten, että kolmasosa leveästä koeputkesta sen alaosassa jää tyhjäksi. Helpoin tapa vahvistaa kapeaa koeputkea on muutamalla letkusta tai korkista leikatulla kumipalalla. Samalla tulee ottaa huomioon, että kapean koeputken ympärille on jätettävä vähintään 1,5–2 mm rako, jotta ylipaine ei pääse lämmityksessä.

Nyt kaadetaan 0,5-2 ml alkoholia ja suunnilleen sama määrä karboksyylihappoa leveään koeputkeen perusteellisesti jäähdyttäen (jääveteen tai kylmään juoksevaan veteen), lisätään 5-10 tippaa väkevää rikkihappoa ja joissakin tapauksissa vielä muutama jyvä ruokasuolaa.

Laitetaan sisäputki paikoilleen, täytetään kylmällä vedellä tai vielä parempaa jääpaloilla ja kiinnitetään koottu laite tavalliseen telineeseen tai koeputkitelineeseen.

Sitten itse Laitteessa sinun on laitettava se pois itsestäsi eikä nojauduttava koeputken aukon yli (kuten missä tahansa muussa kokeessa!), Koska jos kuumennat sitä huolimattomasti, happoa roiskuminen on mahdollista. Bunsen-polttimen lämpöä, keitämme seosta vähintään 15 minuuttia (lisää "keittäminen"!). Mitä pidempi lämmitys, sitä parempi tuotto.

Vedellä täytetty sisäputki toimii palautusjäähdyttimenä. Jos sen sisältö on liian lämmin, sinun on keskeytettävä koe, jäähdytyksen jälkeen täytettävä sisäputki jäällä ja jatkettava lämmitystä (On kätevämpää ohjata jatkuvasti kylmää juoksevaa vettä sisäputken läpi. Tätä varten tarvitset poimia tulppa, jossa on kaksi lasiputkea. - Noin käännös). Jo ennen kokeen päättymistä voimme usein haistaa syntyneen esterin miellyttävän tuoksun, jota kuitenkin korottaa pistävä kloorivedyn haju (täten ei tarvitse haistaa reaktioseosta viemällä koeputkea lähemmäs koeputkea). meille!).

Jäähdytyksen jälkeen reaktioseos neutraloidaan laimealla soodaliuoksella. Nyt voimme havaita puhtaan eetterin hajun, ja voimme myös havaita monia pieniä öljymäisiä esteripisaroita, jotka kelluvat vesiliuoksen pinnalla, kun taas reagoimattomat lähtöaineet ovat pääosin liuoksessa tai muodostavat kiteisen sakan. Yllä olevan reseptin mukaan saamme seuraavat esterit:

etyylimetanaatti(etyyliformiaatti, muurahaisetyyliesteri), muodostuu etanolista (etyylialkoholista) ja metaanista (muurahais)haposta. Tätä eetteriä lisätään joihinkin rommilajikkeisiin antamaan sille tyypillinen aromi.

Butyylietanoaatti(butyyliasetaatti, etikkabutyylieetteri) - butanolista (butyylialkoholi) ja etaanista (etikkahappo).

Isobutyylietanaatti(isobutyyliasetaatti, etikka-isobutyylieetteri) muodostuu vastaavasti 2-metyylipropanoli-1:stä (isobutyylialkoholista) ja etaanihaposta. Molemmilla jälkimmäisillä estereillä on voimakas hedelmäinen tuoksu ja ne ovat olennainen osa parfyymikoostumuksia, joissa on laventelin, hyasinttien ja ruusujen aromi.

Pentyylietanaatti(amyyliasetaatti, etikkaamyylieetteri) - pentanolista, eli amyylialkoholista (Myrkytystä!) Ja etaanihaposta.

Isopentyylietanaatti(isoamyyliasetaatti, etikka-isoamyylieetteri) - 3-metyylibutanoli-1:stä, eli isoamyylialkoholista (Myrkytystä!), Ja etaanihaposta. Näillä kahdella esterillä laimeassa liuoksessa on päärynän tuoksu. Ne ovat osa fantasiahajuvesiä ja toimivat liuottimina kynsilakkaissa.

Metyylibutanaatti(metyylibutyraatti, butyyrimetyylieetteri) - metanolista (metyylialkoholista) ja butaanihaposta (voihaposta). Sen tuoksu muistuttaa ranetta.

Etyylibutanaatti(etyylibutyraatti; butyyrietyylieetteri) - etyylialkoholista ja butaanihaposta. Siinä on ananakselle tyypillinen tuoksu.

Pentyylibutanaatti(amyylibutyraatti, butyyriamyylieetteri) - pentanolista (amyylialkoholista) ja butaanihaposta (alkoholi on myrkyllistä!).

Isopentyylibutanaatti(isoamyylibutyraatti, butysoamyylieetteri) - 3-metyylibutanoli-1:stä (isoamyylialkoholi) ja butaanihaposta (alkoholi on myrkyllistä!). Kahdessa viimeisessä eetterissä on päärynän tuoksu.

Joukossa aromaattiset happoesterit Mukana on myös miellyttävän tuoksuisia aineita. Toisin kuin alifaattisen sarjan esterien hedelmäinen tuoksu, niitä hallitsevat balsamico, niin kutsuttu eläin tuoksuu tai tuoksuu eksoottisilta kukilta. Syntetisoimme joitain näistä tärkeistä tuoksuista.

Metyyli ja etyylibentsoaatti saamme metyylistä tai vastaavasti etyylialkoholista ja bentsoehaposta. Suoritamme kokeen yllä olevan reseptin mukaisesti ja otamme alkoholia ja noin 1 g kiteistä bentsoehappo. Nämä esterit muistuttavat tuoksultaan balsamia ja ovat osa tuoreen heinän, venäläisen nahan (yuft), neilikan, ylang-ylangin ja tuberoosin tuoksuisia parfyymikoostumuksia.

Pentyylibentsoaatti(amyylibentsoaatti, bentsoamyylieetteri) ja isopentyylibentsoaatti(isoamyylibentsoaatti, bentsoinoisoamyylieetteri) tuoksuvat apilalta ja ambralta - eräänlainen vuoto valaan ruoansulatuskanavasta. Niitä käytetään hajuvesiin, joissa on itämaista makua. Näiden aineiden saamiseksi esteröimme bentsoehapon amyyli- tai isoamyylialkoholilla (Myrkyä!) väkevän suolahapon läsnäollessa, koska rikkihapon läsnä ollessa ovat mahdollisia sivureaktiot.

Etyylisalisylaatti tuo mieleen vihreän periwinkle-öljyn tuoksun, jonka olemme jo tavanneet aiemmin. Sillä on kuitenkin vähemmän pistävä haju. Sitä käytetään cassia-tuoksuisten ja Chypre-tyyppisten hajuvesien valmistukseen. Tämän eetterin saamme etyylialkoholista ja salisyylihaposta, kun sitä kuumennetaan tavallisen suolan ja rikkihapon kanssa.

Pentyylisalisylaatti(amyylisalisylaatti) ja isopentyylisalisylaatti(isoamyylisalisylaatti) tuoksuu voimakkaasti orkidealta. Niitä käytetään usein luomaan apilan, orkideoiden, kamelioiden ja neilikoiden tuoksuja sekä fantasiatuoksuja, erityisesti saippuahajuvesissä. Näissä kahdessa tapauksessa suoritamme esteröinnin myös suolahapon läsnä ollessa.

Myös huomionarvoista bentsyylimetanaatti(bentsyyliformiaatti), bentsyylietanaatti(bentsyyliasetaatti) ja bentsyylibutanaatti(bentsyylibutyraatti). Kaikki nämä esterit muodostuvat aromaattisesta bentsyylialkoholista ja vastaavista karboksyylihapoista - metaanista (muurahaishappo), etaanista (etikkahappo) tai butaanihaposta (voihappo).

Koska bentsyylialkoholia on vaikea löytää kaupallisesti, saamme sen itse kaupallisesta bentsaldehydistä, jota käytetään hajusteissa karvaan mantelin tuoksun luomiseen.

Kuumennamme vesihauteessa jatkuvasti sekoittaen 30 minuutin ajan 10 g bentsaldehydiä väkevällä kaustisen kaliumliuoksen kanssa. (Ole varovainen, lipeä aiheuttaa palovammoja iholle!)

Reaktion seurauksena muodostuu bentsyylialkoholia ja bentsoehapon kaliumsuolaa:

2C 6 H 5 -CHO + KOH \u003d C 6 H 5 COOK + C 6 H 5 -CH 2 -OH

bentsaldehydi kaliumbentsoaatti bentsyylialkoholi

Jäähdytyksen jälkeen lisää 30 ml vettä. Tässä tapauksessa kaliumbentsoaatti liukenee ja bentsyylialkoholi vapautuu öljynä, joka muodostaa ylemmän kerroksen. Erotetaan se erotussuppilossa ja kuumennetaan yksinkertaisessa esteröintilaitteessamme yllä olevilla karboksyylihapoilla samalla kun lisätään rikkihappoa ja keittosuolaa. Tuloksena olevilla estereillä on voimakas jasmiinin tuoksu, ja niitä käytetään monien hajuvesien valmistukseen.

Esterin valmistava valmistus.

Yksi estereistä saadaan melko puhtaana ja suurempana määränä. Tätä varten valitsemme metyylisalisylaatti- tuoksuva aine, joka antaa aromia periwinkleöljylle.

Tätä varten tarvitsemme 50 - 100 ml:n pyöreäpohjaisen pullon, jääkaapin tai sen tilalle kotitekoisen jäähdytyslaitteen, erotussuppilon vastaanottimeksi, kaarevan lasiputken, polttimen ja jalustan tarvikkeineen, mm. sekä vesihauteessa.

Laitetaan 10 g salisyylihappoa ja 15 ml metanolia pyöreäpohjaiseen pulloon. (Varo! Myrkkyä!).

Seos jäähdytetään kylmällä vedellä ja lisätään varovasti pienissä erissä 5 ml väkevää rikkihappoa. Suljemme pullon kumitulpalla, johon on asetettu palautusjäähdytin. Sitten pullon sisältöä kuumennetaan kiehuvassa vesihauteessa 2 tuntia. Anna reaktioseoksen jäähtyä ja kaada se kuppiin, jossa on 100 ml kylmää vettä, mieluiten jääpalojen kanssa. Sekoita, kaada seos erotussuppiloon ja ravista voimakkaasti useita kertoja. Tässä tapauksessa seoksesta vapautuu metyylisalisylaattia, joka voidaan kerätä talteen. Näin saatu tuote - 5 - 10 g - sisältää kuitenkin edelleen epäpuhtauksia. Se voidaan puhdistaa jakotislauksella, muut eetterit voidaan syntetisoida itsenäisesti hieman suurempina määrinä yllä olevalla menetelmällä, mutta emme tarvitse sitä, koska niiden tuoksu on erityisen miellyttävä juuri voimakkaasti laimennettuna. Päinvastoin, tiivistetyssä tilassa niillä on usein epämiellyttävä pistävä haju.

Voimme varmistaa tämän huuhtelemalla useita kertoja vedellä putket, joissa esterit on saatu tai varastoitu. Pesun jälkeen ne haisevat edelleen, ja tuoksusta tulee jopa miellyttävämpi, mutta itse syntetisoituja aromaattisia aineita ei tietenkään voida käyttää hedelmäesanssien valmistukseen, koska ne voivat saastua epäpuhtauksilla. Kyllä, ja valitettavasti valmistamamme hajuvedet ovat laadultaan huonompia kuin tehdasvalmisteet, jotka edustavat yleensä erittäin monimutkaisia ​​​​koostumuksia.

Tuoksuvia alkanaleja saippuasta.

Nykyaikaisten synteettisten tuoksuaineiden joukossa erityinen paikka on korkeammilla alkanali(aldehydit) ja alkanolit(alkoholit), jotka sisältävät 7-20 hiiliatomia. Niillä on tyypillinen raikas tuoksu, joka muistuttaa yleensä hieman vahaa. Tämä teki mahdolliseksi luoda niiden pohjalta monia uusia sävellyksiä, joilla on omituinen fantasiahaju.

Maailmankuulut hajuvedet - esimerkiksi ranskalaiset "Soir de Paris" ja "Chanel No. 5" - ovat arominsa velkaa näille yhdisteille. Samanlaisia ​​hajuvesiä valmistetaan myös DDR:ssä.

Korkeammat alkanalit ja alkanolit ovat tärkeitä välituotteita, ja ne syntetisoidaan rasvahapoista vedyn vaikutuksesta korkeassa paineessa. Alkanaalit muodostuvat myös saastuneessa tilassa rasvahappojen suolojen yhteiskuivatislausvaiheessa metaanihapon (muurahaishapon) suolan kanssa. Samoin olemme jo saaneet asetonia harmaasta puuetikkajauheesta.
Kuumennetaan isossa koeputkessa tai pienessä pullossa muutama gramma hienoksi pilkottua sydänsaippuaa tai vielä paremmin valmiita saippuahiutaleita suunnilleen yhtä suuressa määrässä natriummetanaattia (formiaattia). Ohjaamme vapautuneet höyryt suoran jääkaapin läpi ja keräämme kondenssiveden vastaanottimeen.

Hellävaraisella lämmityksellä saamme kevyen samean tisleen, jolla on miellyttävä raikas tuoksu ja aavistus vahaa. Veden ja muiden aineiden ohella se sisältää useita korkeampia alkanaaleja. Jos reaktiomassaa kuumennetaan liian voimakkaasti, muodostuu hajoamistuotteita, joilla päinvastoin on epämiellyttävä haju.

Hedelmäesanssi ja isovaleriinihappo isoamyylialkoholista.

Kaada koeputkeen 3 ml 3-metyylibutanoli-1:tä, jota kutsutaan myös isoamyylialkoholiksi. (Varoitus! Myrkky!) Jäähdytä koeputken sisältö huolellisesti jäävedellä tai ainakin hyvin kylmällä vedellä. Lisää sitten varovasti pienissä erissä 5 ml väkevää rikkihappoa. Tässä tapauksessa seos saa punertavan sävyn. Jos se muuttuu mustaksi, kokeilu epäonnistuu.

Samalla kokoamme uudelleen laitteen, jota olemme jo käyttäneet metyylisalisylaatin saamiseksi. Kaadetaan pulloon liuos, jossa on 10–12 g kaliumdikromaattia 15 ml:ssa vettä. Varovasti, pieninä annoksina (etäisyyden päässä itsestämme!), Lisäämme seoksen koeputkesta siihen. Samalla alkaa raju reaktio, ja samalla havaitsemme aluksi heikkoa banaania muistuttavaa hajua ja myöhemmin intensiivistä hedelmäistä hajua. Kuumennamme pulloa kiehuvassa vesihauteessa noin tunnin ajan. Neste muuttuu tummanvihreäksi. Jäähdytyksen jälkeen pulloa avattaessa haistamme synkkää valeriaanin hajua, jos lisäämme nyt noin 25 ml vettä ja suoritamme tislauksen suoralla lauhduttimella, saadaan useista kerroksista koostuva tisle. 3-metyylibutaani- tai isovalerihappoa liuotetaan vesikerrokseen (todista happoreaktio!). Vesikerroksen yläpuolella on yleensä kerros kevyempää öljyä. Se on isopentyyli-isopentanaatti (isoamyyli-isovaleraatti) - isovalerihapon isoamyyliesteri.

Kromiseos - kaliumdikromaatin ja rikkihapon seos - on voimakas hapetin. Sen vaikutuksesta muodostuu ensin isoamyylialkoholi isovaleraldehydi ja kauempana siitä isovaleriinihappo. Esteri saadaan saattamalla saatu happo reagoimaan reagoimattoman alkoholin kanssa.

Isovaleriinihappo on valeriaanin juuritinktuuran pääainesosa, ja siitä myös sen nimi. Mainittua aldehydiä ja estereitä käytetään hajuvedessä ja hedelmäesanssien valmistuksessa.

Tärpätin lilan tuoksu!

Metsässä kulkiessamme näimme usein männyn rungoissa kalan selkäranka muistuttavia viiltoja. Tiedämme, että se on tärpätti louhitaan. Se virtaa haavoittuneista paikoista ja kerääntyy pieniin ruukkuihin, jotka on asennettu puunrungoille. Kumi on tärkeä raaka-aine kemianteollisuudelle. Höyrytislauksessa se erotetaan tisleeksi - kumitärpättiksi ja sen tislauksen jälkeiseksi jäännökseksi - hartsi, jota käytetään erityisesti juottamisessa, lisäaineena paperinvalmistuksessa, lakkojen, tiivistevahan, kengänkiillotteiden valmistuksessa ja monille muihin tarkoituksiin. A tärpätti käytetään usein kuivausöljyn laimentamiseen. Sen pääkomponentti on pineeni löytyy myös monista muista eteerisistä öljyistä.

Terpeeniperheen tuoksuaineista pineeni Sillä ei ole kaikkein miellyttävin tuoksu. Kemistien taitavissa käsissä se pystyy kuitenkin muuttumaan upeiksi kukkaistuoksuiksi, joita luonnossa esiintyy vain hyvin pieniä määriä kalliissa eteerisissä öljyissä, jotka on uutettu harvinaisista kukista. Lisäksi suuria määriä kamferia saadaan pineenistä, jota käytetään lääketieteessä voiteiden valmistukseen, ja myös - kuten jo tiedämme - selluloidin valmistuksessa.

Yritetään saada yksi tärkeimmistä tuoksuaineista itsellemme - terpineolialkoholi, tuoksuu lilalle.

Kaada 15 ml puhdasta erlenmeyerpulloon, jonka tilavuus on 100 ml, varmista, että kumitärpättiä ja 30 ml typpihappoa, joka on aiemmin laimennettu kahdesti vedellä. Suljemme pullon korkilla, jossa on pystysuora lasiputki, jonka pituus on 20 cm, ja laitamme sen kylmään vesihauteeseen.

Suoritamme kokeen vetokaapissa tai ulkona, koska myrkyllisiä typpihappokaasuja voi vapautua. Siksi pullon on pysyttävä auki! Seisoimme seosta kaksi päivää ravistaen sitä voimakkaasti niin usein kuin mahdollista. Heti kun ruskehtavia kaasuja ilmaantuu ja pullon sisältö lämpenee, lopeta ravistelu ja jäähdytä pullo kylmässä vedessä.

Reaktion lopussa pullon sisältö koostuu kahdesta kerroksesta, molemmat punaruskeat. Päällyskerros on viskoosi, vaahtomainen massa. Se sisältää tärpättiä ja terpiiniä, jotka muodostuvat pineenistä, kun siihen on lisätty kaksi vesimolekyyliä. Pohjakerroksen muodostava typpihappo sisältää vain pienen määrän liukoisia konversiotuotteita. Neutraloimme reaktiomassan laimealla soodaliuoksella (varovasti - vaahtoamalla!) Ja erottelemme ylimmän öljykerroksen. Kaada tätä varten pullon sisältö kuppiin ja kaavi pintakerros varovasti pois lusikalla. Voit myös imeä pohjakerroksen pipetillä (Älä koskaan ime suulla. Pipetissä syntyy tyhjiö päärynä- tai vesisuihkupumpulla. Kätevintä on vetää neste pipettiin ruiskulla (ilman neulaa). ) liitetty tiukasti pipettiin kumiletkun palalla. - Noin käännös ).

Älä käytä erotussuppiloa, koska pintakerros on liian viskoosi. Sitten erotettua viskoosia massaa, jossa on ylimäärä laimeaa (noin 10 %) rikkihappoa, kuumennetaan tunnin ajan palautusjäähdyttäen. Käytämme samaa yksinkertaista laitetta kuin metyylisalisylaatin valmistuksessa. Jäähdytyksen jälkeen neutraloi uudelleen soodaliuoksella. Samalla tunnemme voimakkaan syreenin tuoksun, jota kuitenkin peittävät reagoimattoman tärpätin ja erilaisten epäpuhtauksien tuoksut. Koko prosessi näkyy seuraavassa kaaviossa: Tekninen terpineoli käytetään saippuoiden hajusteluun, ja perusteellisesti puhdistettuna siitä tulee monien hajuvesien välttämätön komponentti.

Hajuvesi

Joten syntetisoimme ja tutkimme useiden tuoksuvien aineiden ominaisuuksia. Kuitenkin vertaamalla niiden tuoksua kaupasta ostettujen kalliiden hajuvesien aromiin, ei voi olla pettynyt. Tosiasia on, että tehdashajuvesiä ei mausta vain yksi aine. Nykyaikaiset hajuvedet ovat monien koostumusten sekoitustuote, joista jokainen sisältää jälleen monia tuoksuvia aineita, sekä luonnollista että synteettistä alkuperää. Esimerkiksi uudella koostumuksella, jolla on lilan tuoksu, on seuraava koostumus:

Terpineoli 11 % Ylang-ylang öljy 1 % Fenyylietyylialkoholi 11 % Bouvardia 1 % Lila 1094 11,5 % Bentsyyliasetaatti 1 % Heliotropiini 6,5 % Amyylikanelialdehydi 1 % Hydroksisitronellaali 6,5 % Metyylialkoholi 3 % Anisaldehydi 2 % Anisaldehydi 2 % Cibet infuusio 0,8 %

Vain sekoittamalla useita samanlaisia ​​​​koostumuksia saadaan todellisia hajuvesiä. Tällaisten hajuvesitaiteen teosten luomiseen tarvitaan paitsi monen vuoden kokemus, myös kyky olla luova, taiteilijan lahjakkuus.

Pitkään ja edelleenkin yleisesti tunnustettu kansainvälinen keskus, josta hajuvesien uudet muotit levisivät, on Suresnesin kaupunki Ranskassa. Tällä hetkellä DDR:stä viedään kuitenkin yhä enemmän arvokkaita synteettisiä tuoksuja jopa tähän hajustepääkaupunkiin. DDR:n ja Neuvostoliiton valmiit hajuvedet eivät myöskään ole nykyään huonompia kuin maailmankuulut ranskalaiset tuotemerkit ja niillä on suuri kysyntä maailmanmarkkinoilla.

Vain isoäitiemme aikana puhtaat tai sekoitettu kukkaistuoksut, kuten syreenit, ruusut, narsissit, olivat rakastetuimpia. Myöhemmin orkideoiden tuoksu tuli muotiin, ja nykyään suositaan lähes yksinomaan fantasiahajuvesiä, joissa on raikas kukkainen tuoksu, jossa on lievä "eläin" -sävy, mikä tuo hajuveden tuoksun lähemmäksi ihmisen ihon hajua. Tällaisten hajuvesien valmistuksessa syntyy ensin niin kutsuttu lyijyn haju, yleensä luonnollisen tai synteettisen sitrus- tai bergamottiöljyn avulla. Sitten kontrastiksi lisätään korkeampia aldehydejä kirkkaan, ilmeikäs sävyn luomiseksi.
Et voi tulla toimeen ilman vihreän raikasta tuoksua ja sujuvaa siirtymistä siihen - kukkaistuoksua. "Eläimen" haju, kehon tuoksu saadaan lisäämällä synteettisiä aineita, kuten ambraa ja myskiä. Nämä aineet antavat lisäksi aromin pysyvyyttä. Ne auttavat varmistamaan, etteivät hajuveden haihtuvat komponentit katoa liian nopeasti ja pysy pidempään iholla tai mekossa.

Lopuksi teemme omat hajuvedemme nykymuotien lakien mukaan.

Tehdään hajuvettä.

Johtavan tuoksun luomiseksi tarvitset ensinnäkin sitrusöljyä, jota saamme sitruunan tai appelsiinin kuoresta. Se sisältää niin paljon eteerisiä öljyjä, että ne on erittäin helppo eristää. Tätä varten riittää, että tuhotaan mekaanisesti öljyä sisältävien solujen kalvo ja kerätään talteen prosessissa vapautuneet pisarat. Raasta tätä tarkoitusta varten kuori, kääri se kestävään kankaaseen ja purista se varovasti ulos. Samaan aikaan kankaan läpi tihkuu sameaa nestettä, joka koostuu vedestä ja öljypisaroista. Sekoitamme noin 2 ml tätä nestettä 1 ml:aan saippuasta saatua tislettä. Jälkimmäinen sisältää korkeampia rasva-aldehydejä ja sillä on raikas tuoksu, joka muistuttaa hieman vahan tuoksua.

Nyt tarvitaan toinen kukkasävy. Luomme sen lisäämällä seokseen 2-3 tippaa kieloöljyä tai syntetisoimia aineita - isopentyylisalisylaatti(isoamyylisalisylaatti) tai terpineoli. Pisara (kirjaimellisessa merkityksessä) metyylisalisylaattia, kuminaöljyä ja pieni lisäys vaniljasokeria parantavat makua. Lopuksi liuotetaan tämä seos 20 ml:aan puhdasta (ei denaturoitua) alkoholia tai äärimmäisissä tapauksissa yhtä suureen määrään. määrä vodkaa, ja hajuvesimme on valmis. Vaikka niissä on miellyttävä tuoksu, niitä tuskin kannattaa käyttää, koska niitä on vaikea kilpailla tehdashajuvesien kanssa. Lukija voi yrittää itsenäisesti valita muiden hajuvesien koostumuksen käyttämällä yllä kuvattuja ja hänen hankkimiaan tuoksuvia aineita.

Johtopäätös

On epätodennäköistä, että luonnossa on aineita, joilla ei ole hajua. Kivet, puu, materiaalit, joita olemme tottuneet pitämään hajuttomina, näyttävät hajunsa oikeissa olosuhteissa. Monet eivät kuitenkaan tunne tai kiinnitä huomiota joihinkin ympärillämme oleviin hajuihin.

Kirjallisuus

1. Voytkevich S. A. "Tuoksuaineiden rakenteen ja niiden hajun välinen suhde" // All-Union Chemical Societyn lehti. D.I. Mendelejev. - 1969. - nro 2. - S. 196-203.

2. Voitkevich S. I. "Neuvostoliiton aromaattisten aineiden kemia ja teknologia" // "Rasva- ja öljyteollisuus". - 1967.-nro 10.-S. 36-40.

3. Kasparov G. N. "Hajuvesien ja kosmetiikan tuotannon perusteet." - 2. painos, tarkistettu. ja ylimääräisiä - Moskova, "Agropromizdat", 1988.

4. Samsonov S. N. "Miten hajuja havaitaan" // "Tiede ja elämä". - 1988. - Nro 4. - S. 12-18.

5. Fridman R. A. Hajuvesi ja kosmetiikka. - Moskova, "Elintarviketeollisuus", 1975.

6. Kheifits L. A., Dashunin V. M. Tuoksut ja muut hajuvesituotteet. - Moskova, "Kemia", 1994.

7. "Kemiallinen tietosanakirja: 5 osaa." - "Moskova", "Neuvostoliiton tietosanakirja", 1988. - T. 1.

8. Shulov L. M., Kheifits L. A. "Hajuvesi- ja kosmetiikkateollisuuden tuoksuaineet ja puolituotteet" - Moskova, "Agrokhimizdat", 1990.

9. Sivuston materiaalit http://alhimik.ru

10. Sivuston materiaalit http://ermine.narod.ru

Ympäröivän maailman tuoksut ovat erittäin monipuoliset. Siksi niiden luokittelussa on tiettyjä vaikeuksia, koska se perustuu subjektiiviseen arvioon, joka on ominaista esimerkiksi eri ikäisille, tietylle tasolle psykologinen ja emotionaalinen mieliala, sosiaalinen asema, kasvatus, tavanomaiseen havaintotyyliin ja paljon muuta. .

Tästä huolimatta eri vuosisatojen tutkijat ja tiedemiehet ovat yrittäneet löytää kriteereitä ja arvioida objektiivisesti aromien lukuisia ilmenemismuotoja. Joten vuonna 1756 Carl Linnaeus jakoi tuoksut kuuteen luokkaan: aromaattiset, balsamico-, meripihka-myski-, valkosipuli-, kapryyli- (tai vuohen-), päihdyttävät.

1900-luvun puolivälissä tiedemies R. Moncrieff ehdotti useiden hajukemoreseptoreiden olemassaoloa, jotka pystyvät kiinnittämään kemiallisia molekyylejä, joilla on tietty stereokemiallinen rakenne. Tämä hypoteesi muodosti perustan hajujen stereokemialliselle teorialle, joka perustuu hajuaineiden molekyylien stereokemiallisen kaavan ja niiden luontaisen hajun välisen vastaavuuden tunnistamiseen.

Tämän teorian kokeellisen perustelun suoritti toinen tiedemies Eymur, joka onnistui tunnistamaan seitsemän eri luokkaa useiden sadan tutkitun hajumolekyylin joukosta. Jokainen niistä sisälsi aineita, joilla oli samanlainen stereokemiallinen molekyylikonfiguraatio ja samanlainen haju. Kaikilla aineilla, joilla on samankaltainen haju, kuten tiedemiehen tutkimus osoitti, oli myös geometrisesti samanlainen molekyylimuoto, joka poikkesi eri hajuisten aineiden molekyyleistä (taulukko 1).

pöytä 1

Primaaristen hajujen luokitus (Eimurin mukaan)

Eymourin hajuluokituksen ohella käytetään usein Zwaardemakerin 1900-luvun ensimmäisellä neljänneksellä ehdottamaa lähestymistapaa hajuluokitukseen. Sen mukaan hajuaineet jaetaan yhdeksään luokkaan:

1 -- olennaiset tuoksut:

etikkahappoamyyliesteri;

voi-, isovalerihapon, kaproni- ja kapryylihapon etyyli- ja metyyliesterit;

bentsyyliasetaatti, asetoni, etyylieetteri, butyylieetteri, kloroformi.

2 - aromaattiset tuoksut:

kamferin tuoksu: kamferi, borneoli, etikkahappoborveoli, eukalyptoli;

mausteiset tuoksut: kanelimaldehydi, eugenoli, pippuri, neilikka, muskottipähkinä;

aniksen tuoksut: safroli, karvoni, salisyylihapon metyyliesteri, karvanoli, tymoli, mentoli;

sitruunan tuoksu: etikkahappo linalool, sitraali;

mantelin tuoksut: bentsaldehydi, nitrobentseeni, syanidiyhdisteet.

3 -- balsamico tuoksuu:

kukkaistuoksut: geranioli, pitronelloli, neroli, metyleenifenyyliglykoli, linelooli, terpineoli, antraniilihapon metyyliesteri;

liljan tuoksut: piperonaali, heliotropiini, iononi, rauta, styreeni,

vaniljan tuoksu: vanilliini, kumariini.

• 4 - ambromusk tuoksu: ambra, myski, trinitrobutyylitolueeni.
• 5 -- valkosipuli tuoksuu:

sipulihajut: asetyleeni, rikkivety, merkaptaani, ihtioli;

arseenin tuoksut: arseenivety, vetyfosfidi, kakodyyli, trimetyyliamiini;

halogeenihajut: bromi, kloori.

6 -- palaneen hajun:

poltettu kahvi, paahdettu leipä, guajakoli, kresoli;

bentseeni, tolueeni, ksyleeni, fenoli, naftaleeni.

Luokka 7 - kapryylihajut:

kapryylihappo ja sen homologit;

tuoksuu juustolle, hielle, eltaantuneelle voille, kissan tuoksulle.

Luokka 8 - ikävät tuoksut:

nekroottiset tuoksut;

lutikoiden hajua.

Luokka 9 - kuvottava haju.

1900-luvun jälkipuoliskolla aromaattisten molekyylien rakenteen tutkimukset antoivat tutkijoille mahdollisuuden ehdottaa hajujen luokittelua aromaattisten aineiden kemiallisen rakenteen mukaan.

Myöhemmin havaittiin, että hajuaineiden erilainen aromi johtuu kemiallisesta koostumuksesta, joka sisältää erilaisia ​​molekyyliyhdisteryhmiä.

Siksi eteeristen öljyjen koostumuksesta riippuen tuoksut jaettiin 10 ryhmään: mausteinen, kukkainen, hedelmäinen, balsamico (hartsimainen), kamferi, yrtti, puumainen, sitrushedelmäinen, poltettu, haiseva. aromi tuoksu eteerinen tuoksu

Myöhemmät tutkimukset ovat kuitenkin osoittaneet, että hajuisen aineen luonteen ja kemiallisen rakenteen välillä ei aina ole suoraa yhteyttä. Siksi aromaattisiin aineisiin sovellettiin länsimaisen lääketieteen perinteistä luokittelua niiden lääketieteellisten ja farmakologisten ominaisuuksien mukaan, joka perustuu aromaattisten aineiden oireenmukaiseen suuntautumiseen. Tämän oireenmukaisen luokittelujärjestelmän ansio on arvokkaassa käytännön tiedossa tuoksujen lääkinnällisistä ominaisuuksista.

Aromaterapeutit käyttävät menestyksekkäästi myös hajuaineiden luokittelua niiden haihtuvuusasteen (haihtumisnopeuden) mukaan, jota hajustevalmistajat ovat ehdottaneet, ja panevat merkille, että aromin haihtumisnopeuden ja eteerisen öljyn vaikutuksen välillä on yhteys. Aromit tässä luokituksessa on jaettu kolmeen sävyyn - ala, ylempi ja keski.

Jokainen ehdotetuista luokitteluista heijastaa hajuaineiden tietyn samankaltaisuuden piirteitä, ottaen perustana niiden laadulliset tai määrälliset ominaisuudet, sisäiset tai ulkoiset ilmenemismuodot ja ominaisuudet. On kuitenkin huomattava, että länsimaisessa lääketieteessä ei toistaiseksi ole yleistä hajuaineiden luokitusta.

Aromien luokittelu kiinalaisessa lääketieteessä määräytyy ja muovautuu Wu Xing -järjestelmässä vallitsevien yin-yang-suhteiden perusteella. Se löytää luonnollisesti paikkansa kiinalaisen terapian yleisessä käsitteessä.

2.2 Hajujen kemiallinen rakenne

Laaja kokeellinen aineisto yhdisteiden hajun ja niiden molekyylien rakenteen välisestä suhteesta (funktionaalisten ryhmien tyyppi, lukumäärä ja sijainti, koko, haarautuminen, tilarakenne, monisidosten esiintyminen jne.) ei vielä riitä hajun ennustamiseen. aineesta näiden tietojen perusteella. Tietyille yhdisteryhmille paljastettiin kuitenkin tiettyjä säännönmukaisuuksia. Useiden identtisten funktionaalisten ryhmien (ja alifaattisen sarjan yhdisteiden - ja erilaisten) kertyminen yhteen molekyyliin johtaa yleensä hajun heikkenemiseen tai jopa sen täydelliseen häviämiseen (esimerkiksi siirtymisen aikana yksiarvoisista alkoholeista moniarvoisiin). Isomeerialdehydien tuoksu on yleensä voimakkaampi ja miellyttävämpi kuin tavallisten isomeerien.

Molekyylin koolla on merkittävä vaikutus hajuun. Yleensä homologisen sarjan naapurijäsenillä on samanlainen haju, ja sen vahvuus muuttuu vähitellen siirtyessään sarjan jäsenestä toiseen. Kun molekyylin tietty koko on saavutettu, haju katoaa. Joten alifaattisen sarjan yhdisteet, joissa on yli 17-18 hiiliatomia, ovat yleensä hajuttomia. Haju riippuu myös hiiliatomien määrästä kierrossa. Esimerkiksi makrosyklisillä ketoneilla C5-6 on karvas mantelin tai mentolin tuoksu, C6-9 tuoksuu ohimenevästi, C9-12 kamferin tai mintun tuoksu, C13 hartsi- tai setrihaju, C14-16 myski- tai persikkahaju. C17-18 - sipulien haju ja yhdisteet, joissa on C18 tai enemmän, joko eivät haise ollenkaan tai haisevat erittäin heikosti:

Aromin vahvuus riippuu myös hiiliatomien ketjun haarautumisasteesta. Esimerkiksi myristinen aldehydi tuoksuu erittäin heikosti, kun taas sen isomeeri tuoksuu voimakkaasti ja miellyttävästi:

Yhdisteiden rakenteiden samankaltaisuus ei aina määrää niiden hajujen samankaltaisuutta. Esimerkiksi estereitä (miellyttävän ja voimakkaan tuoksuinen b-naftoli käytetään laajalti hajuvedessä, ja b-naftoliesterit eivät haise ollenkaan:

Sama vaikutus havaitaan polysubstituoiduilla bentseeneillä. Vanilliini on yksi tunnetuimmista tuoksuaineista, ja isovaniliini tuoksuu fenolilta (karbolihaposta) ja jopa silloin korkeissa lämpötiloissa:

Useiden sidosten esiintyminen on yksi merkkejä siitä, että aineella on hajua. Harkitse esimerkiksi isoeugenonia ja eugenonia:

Molemmilla aineilla on voimakas neilikan tuoksu, niitä käytetään laajalti hajusteissa. Samanaikaisesti isoeugenonilla on miellyttävämpi tuoksu kuin eugenonilla. Niiden kaksoissidos kannattaa kuitenkin kyllästää, ja haju melkein katoaa.

Myös päinvastaiset tapaukset tunnetaan. Syklamenialdehydi (syklamaali) - aine, jolla on herkkä kukkainen tuoksu - yksi arvokkaimmista aineista, sisältää tyydyttyneen sivuketjun, ja forsyklamenilla, jolla on kaksoissidos tässä ketjussa, on lievä epämiellyttävä haju:

Usein aineen epämiellyttävä haju johtuu kolmoissidoksesta. Tässäkin on kuitenkin poikkeus. Folion - välttämätön komponentti monissa hajuvesikoostumuksissa - aine, jossa tuoreiden vihreiden tuoksu esiintyy täydellisesti kolmoissidoksen kanssa:

Toisaalta aineilla, jotka eroavat kemiallisesta rakenteesta, voi olla samankaltaisia ​​hajuja. Ruusumainen tuoksu on tyypillistä esimerkiksi 3-metyyli-1-fenyyli-3-pentanolirosasetaatille, geraniolille ja sen cis-isomeerille, nerolille, ruusuoksidille.

Myös aineen laimennusaste vaikuttaa hajuun. Joten joillakin hajuisilla aineilla puhtaassa muodossaan on epämiellyttävä haju (esimerkiksi sivetti, indoli). Erilaisten aromaattisten aineiden sekoittaminen tietyssä suhteessa voi johtaa sekä uuden hajun ilmaantumiseen että sen häviämiseen.

Joten stereokemiallisessa teoriassa (J. Amour, 1952) oletettiin 7 primaarisen hajun olemassaoloa, jotka vastaavat 7 tyyppistä reseptoria; jälkimmäisten vuorovaikutus tuoksuaineiden molekyylien kanssa määräytyy geometristen tekijöiden avulla. Tässä tapauksessa aromaattisten aineiden molekyylejä tarkasteltiin jäykkien stereokemiallisten mallien muodossa ja hajureseptoreita erimuotoisten reikien muodossa. Aaltoteoriassa (R. Wright, 1954) oletettiin, että hajun määrää molekyylien värähtelytaajuuksien spektri alueella 500-50 cm-1 (λ ~ 20-200 µm). Funktionaalisten ryhmien teorian (M. Bets, 1957) mukaan aineen haju riippuu molekyylin yleisestä "profiilista" ja funktionaalisten ryhmien luonteesta. Mikään näistä teorioista ei kuitenkaan voi menestyksekkäästi ennustaa aromaattisten aineiden hajua niiden molekyylien rakenteen perusteella.

Molekyylin koolla on suuri vaikutus hajuun. Yleensä samanlaiset samaan homologiseen sarjaan kuuluvat yhdisteet tuoksuvat samalta, mutta hajun voimakkuus heikkenee atomien lisääntyessä. Yhteys 17-18 hiiliatomin kanssa ovat yleensä hajuttomia.

Syklisten yhdisteiden haju riippuu renkaan jäsenten lukumäärästä. Jos niitä on 5-6, aine tuoksuu karvaalta mantelilta tai mentolilta, 6-9 - antaa väliaikaisen tuoksun, 9-12 - kamferin tai mintun tuoksu, 13 - hartsin tai setrin tuoksu, 14-16 - rengasjäsenet aiheuttavat myskin tai persikan hajun, 17-18 - sipulit, yhdisteet, joissa on 18 jäsentä tai enemmän, joko eivät haise ollenkaan tai erittäin heikosti.

Aromin vahvuus riippuu myös hiiliketjun rakenteesta. Esimerkiksi haaraketjuiset aldehydit tuoksuvat voimakkaammin ja miellyttävämmin kuin niiden normaalirakenteiset isomeeriset aldehydit. Tätä kohtaa havainnollistaa hyvin esimerkki: myristinen aldehydi

tuoksuu hyvin heikosti ja sen isomeeri

vahva ja mukava.

Iononiryhmän yhdisteillä on vahvassa laimennuksessa herkkä orvokkien tuoksu. Ilmeisesti yksi syistä tähän on kaksi metyyliryhmää, jotka ovat kiinnittyneet yhteen hiileen sykloheksaanirenkaassa. Tältä näyttää alphairon, jolla on hienoin violetin tuoksu:

Nämä yhdisteet ovat arvokkaimpia hajuvesiteollisuudessa yleisesti käytettyjä tuoksuaineita.

Tässä on toinen "silta" rakenteen ja hajun välillä. On todettu, että aromaattisten sarjojen yhdisteillä, joissa on tertiäärinen butyyliryhmä, esimerkiksi meripihkamyski, on tärkein myskituoksu koko hajuvesiteollisuudelle:

Tertiääriset hiilet voivat edistää kamferin hajua. Sitä sisältävät monet rasva-tertiääriset alkoholit sekä heksametyylietaani ja metyyli-isobutyyliketoni:

Vetyatomien korvaaminen kloorilla toimii ilmeisesti samalla tavalla kuin haarautuminen. Siksi kamferin haju on myös luontainen heksakloorietaanille CCl3 - CCl3.

Substituenttien sijainnilla molekyylissä on suuri vaikutus hajuun. Miellyttävän ja voimakkaan tuoksuisia -naftolin estereitä käytetään laajalti hajusteissa, ja -naftolin esterit eivät haise ollenkaan:

naftolimetyyliesteri - naftolimetyyliesteri

Sama vaikutus voidaan havaita polysubstituoiduissa bentseeneissä:

vanilliini isovaniliini

Vanilliini on yksi tunnetuimmista aromaattisista aineista, ja isovanilliini tuoksuu fenolilta (karbolihaposta) ja jopa silloin korkeissa lämpötiloissa.

Vaikuttaa hajuun ja kaksoissidoksen asemaan molekyylissä. Isoeugenoni

tuoksu on miellyttävämpi kuin itse eugenonilla

Mutta silti niillä molemmilla on voimakas neilikan tuoksu ja molempia käytetään laajalti hajuvedessä ja kosmetiikassa. Kun kaksoissidos on kuitenkin kyllästynyt, haju melkein häviää.

Kuitenkin myös käänteisiä tapauksia tunnetaan. Syklamenaldehydi, aine, jolla on herkkä kukkainen tuoksu, yksi arvokkaimmista aineista, sisältää tyydyttyneen sivuketjun, ja forsyklamenilla, jolla on kaksoissidos tässä ketjussa, on lievä epämiellyttävä haju:

forcyclamen syklaami

Usein aineen epämiellyttävä haju johtuu kolmoissidoksesta. Tässäkin on kuitenkin poikkeus. Folion (tarpeellinen komponentti monissa hajuvesikoostumuksissa) on aine, jossa tuoreiden vihreiden tuoksu esiintyy täydellisesti rinnakkain toissijaisen sidoksen kanssa:

Ilmeisesti syklillä on suuri merkitys hajulle, varsinkin 15-18 linkillä. Näitä yhdisteitä löytyy luonnontuotteista, jotka ovat erittäin arvokkaita tuoksuominaisuuksiensa vuoksi. Siten myskipeuran rauhasista eristettiin muskoni-aine ja sivettikissan rauhasista cibeton:

muscone cibeton

Mutta tämä suhde on yksipuolinen: esimerkiksi myskin tuoksulla on erilaisen rakenteen omaavia yhdisteitä. Yleensä kemistit tuntevat monia aineita, joilla on samankaltainen haju ja jotka ovat rakenteeltaan erilaisia, ja päinvastoin, hyvin läheisillä yhdisteillä on usein täysin erilaisia ​​hajuja.

Eteeriset öljyt ovat olleet luonnollisten tuoksuaineiden tärkein "toimittaja" muinaisista ajoista lähtien. Nämä ovat monimutkaisen koostumuksen seoksia, jotka on muodostettu kasvien erityisissä soluissa ja kanavissa. Eteeristen öljyjen koostumus sisältää erilaisia ​​kemiallisten yhdisteiden luokkia: sekä aromaattisia että heterosyklisiä, mutta pääasiallinen hajusta vastaava komponentti on terpeenit. Luonnollisia terpeenejä voidaan pitää isopreenitiilistä rakennetuina aineina, joilla on yleinen kaava:

Ruusuöljy, santelipuuöljy ja myski ovat olleet ihmisten tuntemia muinaisista ajoista lähtien. Tuoksujen saamisen taito oli pitkälle kehittynyt muinaisten keskuudessa: farao Tutankhamonin haudasta löytynyt suitsuke on säilyttänyt tuoksunsa tähän päivään asti.

Huolimatta siitä, kuinka hyviä luonnolliset tuoksut ovat, niitä ei voida luottaa hajuvesiteollisuuden luomiseen: niitä on liian vähän ja niitä on vaikea saada, ja osa on tuotava ulkomailta. Siksi kemistien tehtävänä oli luoda ne keinotekoisesti.

Teknisten tieteiden tohtori V. MAYOROV.

1900-luvun viimeisellä vuosikymmenellä hajutieteen alalla tapahtui todellinen vallankumous. Ratkaisevaa roolia oli 1000 hajureseptorin tyypin löytämisellä, jotka sitovat hajuaineiden molekyylejä. Hajusignaalin välittämismekanismi keskushermostoon on kuitenkin edelleen täynnä monia mysteereitä.

Tiede ja elämä // Kuvituksia

Tapoja välittää tietoa hajuista aivoihin.

Kaaviomainen esitys hajuepiteelista. Basaalisolut ovat hajureseptorihermosolujen esiastesoluja.

Kuva hajuhermosolusta, joka on valmistettu fluoresoivalla väriaineella. Silioiden kalvo sisältää reseptoriproteiineja, jotka ovat vuorovaikutuksessa hajumolekyylien kanssa.

Hiiren hajureseptoriproteiinin molekyylimalli, johon hajumolekyyli, heksanoli, on kiinnittynyt (magenta).

Yksi signaalinmuutosprosessin malleista hajuhermosolujen värien sisällä.

Kaavioesitys kombinatorisista hajuainereseptorikoodeista.

Elektroolfaktogrammi (EOG) on sähköinen värähtelevä signaali, joka on tallennettu erityisellä elektrodilla rotan hajuepiteelin ulkopinnan osasta.

Hieman yli neljännesvuosisata sitten "Science and Life" -lehdessä (nro 1, 1978) julkaistiin artikkeli "The Riddle of Smell". Sen kirjoittaja, kemian tieteiden kandidaatti G. Shulpin totesi aivan oikein, että hajutieteen nykytila ​​on suunnilleen sama kuin orgaanisen kemian tila vuonna 1835. Sitten yksi tämän tieteen perustajista, F. Wöhler, kirjoitti, että orgaaninen kemia vaikutti hänestä tiheältä metsältä, josta oli mahdotonta päästä ulos. Mutta neljännesvuosisadan jälkeen A. M. Butlerov, luotuaan teorian aineen kemiallisesta rakenteesta, onnistui "pääsemään ulos tuulista". Shulpin ilmaisi luottamusta siihen, että hajun arvoitus ratkeaisi melkein nopeammin kuin orgaanisen kemian tapauksessa.

Ja hän oli 100% oikeassa! Viime aikoina on tapahtunut todellinen läpimurto hajun molekyyliperustan ymmärtämisessä. Analysoidaan hajuhavainnon päävaiheita nykyaikaisten ideoiden valossa.

MITEN HAJUAT HAJU

Tehdään yksinkertainen kokeilu. Otetaan pullo tuoksuvaa nestettä, kuten hajuvettä, avataan korkki ja haistetaan sisältö rauhallisessa hengityksen rytmissä. On helppo huomata, että haistamme vain hengitettäessä; uloshengitys alkaa - haju katoaa.

Nenän kautta hengitettynä ilma yhdessä hajuaineen molekyylien kanssa (kutsutaan hajuärsykkeeksi tai hajuaineeksi) kulkee molemmissa kahdessa nenäontelossa monimutkaisen konfiguraation halkeamaisen kanavan läpi, jonka muodostaa pitkittäinen nenän väliseinä. ja kolme nenäkonchaa. Täällä ilma puhdistetaan pölystä, kostutetaan ja lämmitetään. Sitten osa ilmasta tulee hajualueelle, joka sijaitsee kanavan ylemmässä takaosassa, joka näyttää hajuepiteelillä peitetyltä aukolta.

Epiteelin kokonaispinta-ala aikuisen nenän molemmissa puolisoissa on pieni - 2 - 4 cm 2 (kanissa tämä arvo on 7-10 cm 2, koirilla - 27 - 200 cm 2). Epiteeli on peitetty hajulimukerroksella ja sisältää kolmenlaisia ​​primäärisoluja: hajureseptoreita, tuki- ja tyvisoluja. Ilman kuljettamat hajumolekyylit tunkeutuvat nenäonteloon ja kulkeutuvat epiteelin pinnan yli. Normaalin hiljaisen hengityksen aikana 7-10 % sisäänhengitetystä ilmasta kulkee hajuepiteelin läheltä. Hajuepiteeli on noin 150-300 µm paksu. Se on peitetty limakerroksella (10-50 mikronia), joka hajumolekyylien on voitettava ennen kuin ne ovat vuorovaikutuksessa erityisten sensoristen hermosolujen - hajureseptorien - kanssa.

Hajureseptorin päätehtävänä on eristää, koodata ja välittää tietoa hajun voimakkuudesta, laadusta ja kestosta hajulampulle ja aivojen erityiskeskuksiin. Ihmisen molemmissa nenäonteloissa oleva epiteeli sisältää noin 10 miljoonaa hajuhermosolua (kanissa - noin 100 miljoonaa ja saksanpaimenkoiralla - jopa 225 miljoonaa).

Kuten tiedät, neuroni koostuu kehosta ja prosesseista: aksoneista ja dendriiteistä. Hermoimpulssi hermosolusta toiseen siirtyy aksonista dendriittiin. Hajuhermosolun (soman) paksunnetun keskusosan halkaisija on 5-10 µm. Kuituprosessien muodossa oleva dendriittiosa, jonka halkaisija on 1-2 mikronia, ulottuu epiteelin ulkopinnalle. Täällä dendriitit päättyvät paksuuntumaan, josta limakerroksen sisään upotetaan 6-12 värekarkon (silian) nippu, joiden halkaisija on 0,2-0,3 mikronia ja pituus jopa 200 mikronia. yhdessä reseptorineuronissa on 30-60 ja koirilla 100-150). Somasta lähtevän hermosäidun (aksonin) halkaisija on noin 0,2 mikronia ja se menee epiteelin sisäpinnalle. Täällä naapurihermosolujen aksonit yhdistyvät nipuiksi (phyla) saavuttaen hajupallon.

HAJUSEMIOTIIKKA

Jotta hermosolu havaitsee hajusignaalin, hajumolekyyli sitoutuu erityiseen proteiinirakenteeseen, joka sijaitsee hermosolujen solukalvossa. Tätä rakennetta kutsutaan reseptoriproteiiniksi. Käyttämällä molekyylibiologian menetelmiä, amerikkalaiset tutkijat Linda Buck ja Richard Axel havaitsivat vuonna 1991, että nisäkkäiden hajuhermosolut sisältävät noin 1000 erityyppistä reseptoriproteiinia (ihmisillä on vähemmän - noin 350). Tämän löydön tärkeys tunnustettiin Nobel-palkinnolla vuonna 2004 fysiologian ja lääketieteen alan tutkimuksesta (katso "Tiede ja elämä" nro 12, 2004).

Miten reseptorit jakautuvat hermosolujen kesken: onko tämän perheen erillisiä edustajia kaikissa hajuneuroneissa vai kantaako jokainen neuroni kalvollaan vain yhden tyyppistä reseptoriproteiinia? Kuinka aivot voivat määrittää, mikä 1000 reseptorityypistä on antanut signaalin? Saatavilla olevien tietojen perusteella voimme päätellä, että yhdessä neuronissa on vain yhden tyyppinen hajureseptoriproteiini. Neuronilla, joilla on erilaisia ​​reseptoreita, on erilainen toiminnallisuus, eli epiteelissä on tuhansia erityyppisiä hermosoluja. Tässä tapauksessa hajun aktivoiman yksittäisen reseptorin tunnistamisen ongelma rajoittuu signaalin antaneen hermosolun tunnistamiseen.

Kun otetaan huomioon, että ihmisen hajuhermosolujen kokonaismäärä on noin 10 miljoonaa, yhden tyypin hajureseptorien määrä on keskimäärin kymmeniä tuhansia.

Hajujärjestelmä käyttää kombinatorista menetelmää hajuaineiden tunnistamiseen ja signaalin koodaamiseen. Hänen mukaansa useat hajuaineet aktivoivat yhden tyyppisiä hajureseptoreita ja yksi hajuaine monen tyyppisiä reseptoreita. Hajureseptorien erilaiset yhdistelmät koodaavat erilaisia ​​tuoksuja, ja ärsykkeen pitoisuuden lisääntyminen johtaa aktivoituneiden reseptorien määrän kasvuun ja sen reseptorikoodin komplikaatioon. Tässä kaaviossa kukin reseptori toimii yhtenä komponenttina monien hajusteiden kombinatorisessa reseptorikoodissa ja toimii ikään kuin eräänlaisena aakkoston kirjaimena, jonka kokonaisuudesta vastaavat hajusanat muodostuvat.

Tuoksumolekyylien pienet rakenteelliset erot, esimerkiksi funktionaalisten ryhmien, hiiliketjun pituuden, tilarakenteen mukaan, johtavat erilaiseen reseptorikoodiin. Termiä "odotooppi" ehdotettiin hajumolekyylin erottavaksi piirteeksi, joka pystyy muuttamaan hajun koodausta ( odotope) tai hajun määräävä aine. Eri hajureseptorit, jotka tunnistavat saman tuoksun, voivat tunnistaa sen eri odotoppeja. Yksi hajureseptori pystyy "erottelemaan" molekyylejä, jotka eroavat hiiliketjun pituudeltaan vain yhdellä hiiliatomilla, tai molekyylejä, joilla on sama hiiliketjun pituus, mutta jotka eroavat funktionaalisesti. Ottaen huomioon, että nisäkkäiden epiteelissä on noin 1000 tyyppiä hajureseptoreita, voidaan olettaa, että tällainen kombinatorinen järjestelmä mahdollistaa valtavan määrän hajuaineita erottamisen (jopa henkilö erottaa jopa 10 000 hajua).

Tuoreet tulokset hajureseptoriproteiinien ominaisuuksia koskevista kokeellisista tutkimuksista mahdollistivat kierteisen hajuproteiinimolekyylin rakennemallin luomisen molekyylitasolla. Hajureseptoriproteiinit kuuluvat kalvoon sitoutuneiden reseptorien superperheeseen. Ne ylittävät silumin kaksikerroksisen lipidikalvon seitsemän kertaa. 300-350 aminohapon reseptoriproteiinimolekyylissä kolme ulompaa silmukkaa on yhdistetty kolmeen solunsisäiseen silmukkaan seitsemällä kalvon ylittävällä transmembraanialueella.

ESSENTIAL SLICUM

Ilmavirrassa sijaitsevien hajumolekyylien on ennen hajureseptorihermosolujen saavuttamista ylitettävä hajuepiteelin pintaa ympäröivä limakerros. Limakerroksen fysiologisia toimintoja ei ole vielä täysin selvitetty. Ei ole epäilystäkään siitä, että se luo hydrofiilisen kuoren herkille ja hauraille hajureseptoreille, jotka suorittavat suojaavan tehtävän. Loppujen lopuksi signaalin havaitsemisjärjestelmä on suojattava ulkoisen ympäristön vaikutuksilta, toisin sanoen hajusimolekyyliltä, ​​joiden joukossa voi olla melko vaarallisia ja kemiallisesti aktiivisia aineita.

Limakerros koostuu kahdesta alakerroksesta. Ulomman, vesipitoisen, paksuus on noin 5 mikronia ja sisemmän, viskoosimman, noin 30 mikronia. Siliat-silmät on suunnattu vinosti limakerroksen ulkopintaan. Ne muodostavat eräänlaisen ruudukon, jossa on epäsäännöllisiä soluja, ja tämä ruudukko sijaitsee lähellä alikerrosten välistä rajapintaa siten, että suurin osa värekarvojen pinnasta (noin 85 %) sijaitsee lähellä rajapintaa.

Limakerros sisältää erilaisia ​​vesiliukoisia proteiineja, joista merkittävä osa on ns. glykoproteiineja. Haaroittuneen molekyylirakenteensa ansiosta nämä proteiinit pystyvät sitomaan ja pitämään vesimolekyylejä muodostaen geelin.

Muuntyyppiset limassa löydetyt proteiinit ovat vuorovaikutuksessa hajumolekyylien kanssa ja voivat siten vaikuttaa hajujen havaitsemiseen ja tunnistamiseen. Nämä proteiinit jakautuvat kahteen pääluokkaan, hajuaineita sitoviin proteiineihin (OBP) ja hajuja hajoaviin entsyymeihin.

OVR:t kuuluvat proteiiniperheeseen, jolla on laskostettu tynnyrimainen rakenne ja sisäinen syvä ontelo, johon tunkeutuu pieniä molekyylejä hydrofiilisiä (rasvaliukoisia) hajuaineita. Näiden proteiinien eri alalajeille on ominaista korkea selektiivisyys vuorovaikutuksessa eri kemiallisten luokkien hajusteiden kanssa.

Uskotaan, että OBP:t auttavat liuottamaan hajustetta ja kuljettamaan sen molekyylejä limakerroksen läpi, toimivat suodattimena hajuaineiden erottamiseksi, voivat helpottaa hajusteen sitoutumista reseptoriproteiiniin ja jopa puhdistaa perireseptoritilan tarpeettomista komponenteista.

Hajusteita sitovien proteiinien lisäksi hajuepiteelin limasta reseptorihermosolujen läheltä löydettiin useita hajuaineita hajottavia entsyymejä. Kaikki nämä entsyymit laukaisevat hajumolekyylien konversion muiksi yhdisteiksi. Näiden reaktioiden seurauksena muodostuneet tuotteet edistävät myös hajun havaitsemista. Loppujen lopuksi kaikki hajumolekyylit, jotka tulevat limakerrokseen nopeasti, melkein samanaikaisesti sisäänhengityksen päättymisen kanssa, menettävät "haju"-aktiivisuutensa. Joten hajujärjestelmä vastaanottaa uutta tietoa tuoreista hajusteen osista jokaisella hengityksellä.

HAJU MOLEKYYLITASOLLA

Monet hajuhavaintojärjestelmän ominaisuudet voidaan selittää molekyylitasolla. Hajuepiteelin peittävän liman pinnalla tuoksumolekyyli kohtaa hajuainetta sitovan proteiinimolekyylin, joka sitoo ja kuljettaa hajumolekyylin limakerroksen läpi hajuhermosolujen värekenojen pinnalle. Silioissa suoritetaan hajusignaalin lähettämisen pääprosessi. Sen mekanismi on melko tyypillinen monen tyyppisille fysiologisesti aktiivisten aineiden vuorovaikutuksille hermosolureseptorien kanssa.

Tuoksumolekyyli kiinnittyy tiettyyn hajureseptoriin (R). Tuoksumolekyylin reseptoriin sitoutumisprosessin ja hajusignaalin hermostoon siirtymisen välissä on monimutkainen biokemiallisten reaktioiden sarja, joka tapahtuu neuronissa. Tuoksumolekyylin sitoutuminen reseptoriproteiiniin aktivoi solukalvon sisäpuolella sijaitsevan ns. G-proteiinin. G-proteiini puolestaan ​​aktivoi adenylaattisyklaasia (AC), entsyymiä, joka muuttaa solunsisäisen adenosiinitrifosfaatin (ATP) sykliseksi adenosiinimonofosfaatiksi (cAMP). Ja jo cAMP aktivoi toisen kalvoon sitoutuneen proteiinin, jota kutsutaan ionikanavaksi, koska se avaa ja sulkee varautuneiden hiukkasten sisäänkäynnin soluun. Kun ionikanava on auki, metallikationeja pääsee soluun. Tällä tavalla solukalvon sähköinen potentiaali muuttuu ja syntyy sähköimpulssi, joka välittää signaalin neuronista toiseen.

Useat solunsisäisen signaalinsiirron molekyylivaiheet varmistavat sen vahvistumisen, jonka seurauksena pieni määrä hajusimolekyylejä riittää synnyttämään neuronin sähköisen impulssin. Tällaiset vahvistavat kaskadit tarjoavat suuremman hajuhavaintojärjestelmän herkkyyden.

Siten reseptoriproteiinin aktivointi hajumolekyylin toimesta johtaa viime kädessä sähkövirran muodostumiseen hajureseptorin hermosolussa. Virta etenee neuronin dendriittiä pitkin sen somaattiseen osaan, jossa se virittää ulostulon sähköimpulssin. Tämä impulssi välittyy hermosolujen aksonia pitkin hajutulppaan.

Yksittäisen sähköisen signaalipulssin lähdössä kesto on enintään 5 ms ja huippuamplitudi noin 100 μV. Melkein kaikki hermosolut tuottavat impulsseja myös ilman hajualtistusta, eli niillä on spontaania toimintaa, jota kutsutaan biologiseksi kohinaksi. Näiden pulssien taajuus vaihtelee välillä 0,07 - 1,8 pulssia sekunnissa.

SIPULIVERKKO

Hajureseptorihermosolut tunnistavat valtavan määrän hajumolekyylejä ja lähettävät niistä tietoa aksonien kautta hajusolulle, joka toimii ensimmäisenä hajuinformaation käsittelykeskuksena aivoissa. Parilliset hajusipulit ovat pitkulaisia ​​muodostelmia "jaloilla". Tästä alkaa hajusignaalin polku aivopuoliskoille. Hajuhermosolujen aksonit päättyvät hajutulppaan haaroilla pallomaisissa keskittimissä (halkaisijaltaan 100–200 µm), joita kutsutaan glomeruluiksi. Munakeräsissä kosketus muodostuu hajuhermosolujen aksonipäätteiden ja toisen asteen hermosolujen dendriittien välillä, jotka ovat mitraalisia ja fascikulaarisia soluja.

Mitraalisolut ovat suurimpia hajulampusta nousevia hermosoluja. Sädesolut ovat pienempiä kuin mitraalisolut, mutta ne ovat toiminnallisesti samanlaisia. Kanin hajujärjestelmän ominaisuudet voivat antaa käsityksen nisäkkäiden hermosolujen määrästä. Sen oikealla ja vasemmalla puolella on 50 miljoonaa hajureseptorin neuronia (täsmälleen kymmenen kertaa enemmän kuin ihmisillä). Hajureseptorien aksonit jakautuvat hajupallon 1900 glomerulukseen - noin 26 000 aksonia per glomerulus. 45 000 mitraalisen ja 130 000 sidekulaarisen solun dendriittipäätteet vastaanottavat signaaleja glomerulusten aksoneista ja välittävät ne hajupallosta aivojen hajukeskuksiin. Noin 24 mitraalista ja 70 fascikulaarisolua vastaanottaa tietoa kunkin glomeruluksen aksoneista. Ihmisillä noin 10 miljoonaa hajuhermosolujen aksonia on jakautunut hajulampun 2000 glomerulukseen.

Kaikki yhden hajuhermosolupopulaation aksonit konvergoivat kahdeksi glomerulukseksi, jotka peilataan hajulampun kaksiulotteisen pintakerroksen vastakkaisilla puolilla. Lähetetyn signaalin sisällöstä riippuen glomerulukset aktivoituvat eri tavoin. Aktivoituneiden munuaiskerästen joukkoa kutsutaan hajukartaksi ja se edustaa eräänlaista hajun "heittoa", eli se osoittaa, mistä hajuaineista havaittu hajukohde koostuu.

Glomerulaarisen aktivaation mekanismia ei ole vielä selvitetty. Tutkijoiden ponnisteluilla pyritään selvittämään, kuinka hajusolujen pinnalla olevassa kaksiulotteisessa glomeruluskerroksessa toistetaan erilaisia ​​hajuaineita. Muuten, nämä kartoitukset ovat luonteeltaan dynaamisia - ne muuttuvat jatkuvasti hajuhavainnon aikana, mikä vaikeuttaa tieteellistä tehtävää.

Hajulamppu on suuri monikerroksinen hermoverkko glomerulusten hajukartoituksen spatiotemporaaliseen käsittelyyn. Sitä voidaan pitää sarjana monia mikropiirejä, joissa on suuri määrä yhteyksiä ja jotka aktivoivat ja estävät hermosolujen toimintaa. Neuronien suorittamat toiminnot tuovat esiin hajukartan ominaispiirteet.

Hajusipulista mitraali- ja sidekulaaristen solujen aksonit välittävät tietoa aivokuoren primaarisille hajualueille ja sitten sen korkeammille alueille, joissa muodostuu tietoinen hajuaisti, ja limbiseen järjestelmään, joka tuottaa hajuaistin. tunne- ja motivaatioreaktio hajusignaaliin.

Aivokuoren hajualueiden ominaisuudet mahdollistavat assosiatiivisen muistin muodostumisen, joka muodostaa yhteyden uuden aromin ja aiemmin havaittujen hajuärsykkeiden jälkien välille. Hajusteen tunnistamisprosessin uskotaan sisältävän tuloksena olevan kartoituksen vertaamisen sen kuvaukseen semanttisessa muistissa. Jos jälki ja muisti hajusta vastaavat, tapahtuu jonkinlainen kehon vaste (emotionaalinen, motorinen). Tämä prosessi suoritetaan erittäin nopeasti, sekunnissa, ja vastauksen jälkeen tiedot ottelusta nollataan välittömästi, kun aivot valmistautuvat seuraavaan hajuhavaintoongelmaan.

HAJUJEN MYSTEET

Se, mitä edellisissä osissa sanottiin, viittaa hajutieteen monimutkaisimpiin, perustavanlaatuisimpiin, mutta alkuperäiseen osaan - niiden havaintoon. Hajun vuorovaikutuksen mekanismia muiden havaintojärjestelmien, esimerkiksi maun, kanssa ei ole julkistettu (ks. "Tiede ja elämä" nro, s. 16-20). Loppujen lopuksi tiedetään, että jos ihminen puristaa sieraimiinsa, hän ei pysty maistamaan edes tunnettuja makuelämyksiä (esimerkiksi kahvia) hän ei pysty määrittämään tarkalleen, mitä on kokeillut. Riittää, kun avaat sieraimet - ja makuelämykset palautuvat.

Molekyylisestä näkökulmasta ei ole vielä selvää, millä yksiköillä hajun voimakkuutta mitataan ja mistä se riippuu, mikä on hajun laatu, sen "kimppu", miten haju eroaa toisesta ja miten kuvaa tätä eroa, mitä tapahtuu hajulle, kun eri tuoksuja sekoitetaan. Osoittautuu, että hajusteiden tyypistä ja valmiusasteesta riippumatta kokenutkaan asiantuntija ei pysty määrittämään kaikkia seoksen komponentteja, jos niitä on enemmän kuin kolme. Jos seoksessa on yli kymmenen hajustetta, henkilö ei pysty tunnistamaan niistä yhtään.

Vielä on monia kysymyksiä hajujen mekanismeista ja vaikutuksista ihmisen emotionaaliseen, henkiseen ja fyysiseen tilaan. Aiheesta on viime aikoina ilmaantunut paljon spekulaatiota, jota edesauttoi P. Suskindin vuonna 1985 julkaistu romaani "Perfumer", joka on yli kahdeksan vuoden ajan ottanut tiukasti paikkansa länsimaisten kirjamarkkinoiden kymmenen parhaan bestsellerin joukossa. Fantasioita aromien alitajuisen vaikutuksen poikkeuksellisesta voimasta ihmisen emotionaaliseen tilaan varmistivat tämän työn valtavan menestyksen.

Fiktio alkaa kuitenkin vähitellen saada oikeutusta. Viime aikoina aikakauslehdistössä on raportoitu, että Yhdysvaltain armeijan "hajuvesien valmistajat" ovat kehittäneet erittäin pahanhajuisen pommin, joka ei ainoastaan ​​aiheuta inhoa, vaan myös hajottaa vihollissotilaita tai aggressiivista väkijoukkoa.

Julkiset viittaukset hajuvesiteemoihin herättivät yleistä kiinnostusta aromaterapiaa kohtaan. Tuoksujen käyttö julkisilla paikoilla, kuten toimistoissa, kauppapaikoilla, hotellien auloissa, on laajentunut. Oli jopa erikoismaustettuja, mielialaa parantavia tuotteita. Oli olemassa sellainen markkinatalouden haara kuin aromamarkkinointi - "tiede" houkutella asiakkaita miellyttävien tuoksujen avulla. Nahan tuoksu saa siis ostajan ajattelemaan kallista laatutuotetta, kahvin tuoksu rohkaisee ostoksille kotiruokaa varten jne. Miten tuoksut muodostavat aivoissa signaaleja, jotka kannustavat ihmistä tekemään ostoksia? Tutkijoilla on vielä paljon löytöjä tehtävänä, ennen kuin he voivat vastata tähän ja moniin muihin kysymyksiin ja erottaa hajuja koskevat myytit todellisuudesta.

Kirjallisuus

Lozovskaja E., Ph.D. Fys.-Math. Tieteet. // Tiede ja elämä, 2004, nro 12.

Mayorov V. A. Hajut: niiden havaitseminen, vaikutus, poistaminen. - M.: Mir, 2006.

Margolina A., Ph.D. biol. Tieteet. // Tiede ja elämä, 2005, nro 7.

Shulpin G., Ph.D. chem. Tieteet. Hajun mysteeri // Tiede ja elämä, 1978, nro 1.