Синтетические и натуральные душистые вещества

Душистые вещества

Душистые вещества можно классифицировать по четырём признакам:

• по видам сырья,
• по химическому строению,
• по запаху,
• по направлению использования,

Сырьё для получения душистых веществ

В настоящее время в качестве душистых веществ редко используют масла, непосредственно выделенные из каких-либо цветов, например розовое масло. Обычно душистые вещества для косметических препаратов (как и собственно духи), являются строго продуманными смесями, компонентами которых могут быть как натуральные душистые вещества, так и синтетические продукты.

Сырьё для душистых веществ может иметь природное и синтетическое происхождение. Природные душистые вещества можно, в свою очередь, разделить на следующие группы:

• эфирные (или легко испаряющиеся) масла,
• смолы и бальзамы,
• вещества животного происхождения.

Натуральные эфирные масла

Эфирные масла получили своё название потому, что они, с одной стороны, являются густыми маслообразными веществами, а с другой стороны, испаряются уже при комнатной температуре в виде паров с приятным запахом. В химическом отношении это вовсе не масла, а разнообразные химические соединения.

Эфирные масла содержатся в цветах многих растений, часто даже в листьях и стеблях растений. Их получают из цветов или всего растения, например, путём экстрагирования или перегонки с водяным паром или, в некоторых случаях, путём отжима.

Сырьё для производства эфирных масел можно разделить на следующие группы:

1. Зерновое (плоды, семена):

• кориандр,
• анис,
• фенхель, тмин,
• укроп;

2. Травянистое (листья, надземная часть травянистых растений, молодые ветви древесных растений):

• мята,
• базилик эвгенольный,
• герань розовая,
• пачули,
• тагетис,
• эвкалипт,
• лавр благородный,
• полыни,
• непета,
• фиалка душистая,
• розмарин,
• гринделия,
• укроп,
• лимон,
• хвойные,
• табак,
• чубушник,
• фенхель,
• анис;

3. Цветочные (цветки, соцветия, цветочные бутоны):

• роза,
• шалфей мускатный,
• лаванда,
• лавандин,
• жасмин крупноцветный,
• табак,
• лилия белая,
• лилия регале,
• сирень,
• чубушник,
• ирис,
• гвоздика (бутоны);

4. Корневое (корни, корневища):

• аир,
• ветиверия,
• ирис.

Особую пятую группу составляет сырьё для получения фиксаторов:

• лишайник (дубовый мох),
• ладаник.

Каждое эфирномасличное растение, как правило, служит источником какого-то одного вида промышленного сырья или эфирного масла. Это характерно для растений, в которых эфирное масло находится либо в одном органе, либо в нескольких, но очень близкое по составу.

Примерами могут быть листья и соцветия мяты, листья и ветви лавра благородного, а также анис и фенхель, все надземные органы которых содержат эфирное масло, близкое по составу эфирному маслу из зрелых плодов. Поэтому анис и фенхель можно рассматривать как источники двух видов сырья (зернового и травянистого) и одного эфирного масла.

Однако встречается немало растений, у которых эфирное масло из различных органов резко отличается по составу и, следовательно, по запаху. Они являются источниками нескольких видов сырья и эфирных масел.

Это - цитрусовые,

      - из молодых ветвей которых получают петигреновое эфирное масло (запах бергамотного направления, главный компонент линалилацетат);

      - из цветков - неролиевое эфирное масло (характерный запах цветков цитрусовых - метилантранилат);

      - из плодов лимона, апельсина, мандарина и др. - эфирное масло лимонное, апельсиновое и т.п. (запах, присущий данному виду).

К подобным растениям относятся также фиалка душистая, кориандр, ирис, чубушник, табак, укроп и др.Список можно продолжать до бесконечности, поскольку подсчитано, что в растительном мире имеется около 1700 различных душистых веществ. Эти эфирные растительные масла являются, конечно, не чистыми веществами, а всегда смесями, содержащими какое-либо основное вещество с приятным запахом.

При изготовлении некоторых косметических составов используют цветочный запах, однако эфирные растительные масла не употребляются обычно в чистом виде: из них устраняют (часто с помощью довольно сложных процедур) ненужные компоненты, как, например, вредные для кожи терпены или какой-либо слишком сильно пахнущий компонент.

Таким образом, из многих эфирных масел, получаемых из природных источников, изготовляют очищенные полуфабрикаты для их последующего включения в состав смесей.

В качестве примера можно привести цитронелловое масло, получаемое из травы цитронелла. Из этого масла отгоняют по отдельности несколько нужных фракций: гераниол, цитронеллол (запах ментола) и некоторые терпеновые производные (используемые в качестве фиксаторов).

Смолы и бальзамы

Смолы и бальзамы - вещества, выделяемые растениями в процессе нормального физиологического обмена, а также при ранениях.

Бальзамы - растворы смол в эфирных маслах. Смолы - твёрдой консистенции, бальзамы - жидкой или мазеобразной.

Смолы и бальзамы - энергичные фитонциды. Благодаря этим свойствам многие из них весьма желательны как составные части косметических препаратов, предназначенных для ухода за кожей и волосами. Смолы и бальзамы содержатся во многих растениях. Это сложные смеси органических соединений, в основном дитерпенового строения, вязкой консистенции, нелетучих с водяным паром, растворимых в этиловом спирте и других растворителях.

В смолах особенно широко распространены циклические смоляные кислоты общей формулы С20Н30О2. Кроме того, в их состав входят смоляные спирты, сложные эфиры смоляных кислот и различных спиртов, углеводороды, дубильные вещества, фенолы и др.

Как правило, смолистые вещества присутствуют совместно с эфирными маслами. Соотношение между ними варьируется в очень широких пределах. Велика также разница в содержании смолистых веществ в различных видах эфирномасличного сырья. Так, в цветках розы их около 0,5% к абсолютно сухой массе, в молодых ветвях ладанника - 26%.

Перуанский бальзам - смола, которую набирают из насечки, сделанной на коре вечнозелёного бальзамового дерева из семейства мироксилон. Это вещество с мягким запахом, которое обладает фиксирующими свойствами, оно хорошо закрепляет и дополняет запах духов.

Стиракс - смола, которую получают при ранении деревьев семейства гамамелидовых. Это вещество с приятным запахом, которое используется в парфюмерии в чистом виде как фиксатор запаха. Из него также выделяют спирты, эфиры которых также применяются в парфюмерной промышленности.

Душистые вещества животного происхождения

Из душистых веществ животного происхождения следует упомянуть амбру - воскообразное вещество, которое образуется в пищеварительном тракте кашалота, а также выделяемый овцебыками мускус. Оба этих вещества имеют применение, благодаря наличию у них приятного запаха и фиксирующих свойств. Однако получение этих веществ связано с забиванием редких животных, поэтому сегодня они почти не применяются, тк.  промышленность использует их синтетические аналоги.

Полусинтетические душистые вещества.

Метилгераниол - пример того, как так называемым полусинтетическим путём можно изготовить душистые вещества из натуральных продуктов.Гераниол, получаемый из цитронеллового масла и согласно своему названию являющийся спиртом, этерифицируется различными низкомолекулярными органическими кислотами. При этом получают сложные эфиры с необычайно тонким запахом.

Метилгераниол - пример того, как так называемым полусинтетическим путём можно изготовить душистые вещества из натуральных продуктов.

Синтетические душистые вещества

Из душистых веществ, изготовляемых чисто синтетическим способом, наиболее известно вещество с ароматом масла горького миндаля ,которое получают их абрикосовых косточек. Это бензальдегид, синтетическое производство которого весьма несложно.

Многие альдегиды, жирные спирты, содержащие 9-10 атомов углерода, эфиры ароматических кислот представляют собой природные душистые вещества, которые довольно просто приготовить синтетическим путём. С другой стороны, существуют пригодные к употреблению синтетические соединения с приятным запахом, которые не имеют соответствующих аналогов в природе.

Химическое строение душистых веществ

Самая обширная группа душистых веществ - сложные эфиры; многие душистые вещества относятся к альдегидам, кетонам, спиртам и некоторым другим группам органических соединений.

Эфиры низших жирных кислот и насыщенных жирных спиртов обладают фруктовым запахом (так называемые фруктовые эссенции, например изоамилацетат).

Эфиры алифатических кислот и терпеновых, или ароматических, спиртов обладают цветочным запахом (например, бензилацетат, линалилацетат, терпенилацетат).

Эфиры бензойной, салициловой и других ароматических кислот обладают, главным образом, сладким бальзамическим ароматом (их часто применяют и как фиксаторы запаха - адсорбенты душистых веществ).

К ценным душистым веществам относятся, например:

• среди алифатических альдегидов - деканаль, метилнонилацетальдегид;
• среди терпеновых - цитраль, гидроксицитронеллаль;
• среди ароматических - ванилин, гелиотропин;
• среди жирноароматических - фенилацетальдегид, коричный альдегид, цикламенальдегид.

Из кетонов наибольшее значение имеют:

• алициклические, содержащие кетогруппу в цикле (ветинон, жасмон) или в боковой цепи (иононы, дамасконы), и
• жирноароматические (например, n-метоксиацетофенон, мускус-кетон);

Из спиртов наибольшее значение имеют:

• одноатомные терпеновые (гераниол, линалоол, терпионеол, цинтронеллол и др.,)
• ароматические (бензиловый спирт, коричный спирт).

Обширный экспериментальный материал о связи между запахом вещества и строением его молекулы (тип, число и положение функциональных групп, разветвлённость, пространственная структура, наличие кратных связей и др.) пока недостаточен для того, чтобы на основании этих данных можно было предсказать запах вещества. Тем не менее для отдельных групп соединений выявлены некоторые частные закономерности.

Так, накопление в одной молекуле нескольких одинаковых функциональных групп (а в случае соединений алифатического ряда - и разных) приводит обычно к ослаблению запаха или даже к полному его исчезновению (например, при переходе от одноатомных спиртов к многоатомным) Сходство структур соединений не всегда обусловливает сходство их запахов. Сильно различаются по запаху цис- и транс-изомеры анетола, а также цис и транс-изомеры 3-гексен-1-ола, в отличие от ванилина (IV), изованилин (V) почти не имеет запаха.

С другой стороны, вещества, различающиеся по химическому строению, могут иметь сходный запах.

Например, розоподобный запах характерен для:

• розацетата С6Н5СН(ССl3)ОСОСН3,
• 3-метил-1-фенил-3-пентанола С6Н5СН2СН2С(СН3)(С2Н5)ОН,
• гераниола и его цис-изомера - нерола,
• розеноксида (VI).

На запах влияет степень разбавления душистого вещества. Так, некоторые пахучие вещества имеют в чистом виде неприятный запах (например, цибет, индол). Смешивание различных душистых веществ в определённых соотношениях может приводить как к появлению нового запаха, так и к уничтожению исходного.

Классификация душистых веществ по запаху

Вплоть до настоящего времени нет строгой научной классификации душистых веществ по запаху и для их описания продолжают пользоваться субъективными терминами типа "фруктовый" или "цветочный", "мускусный" или "гнилостный"... И в этом направлении учёные и производственники остаются пока только "с носом".

Нос человека остаётся до сих пор самым чувствительным и надёжным прибором при работе с запахами, которым можно определять наличие пахучих молекул в концентрациях до 10^-6 г в 1м³ воздуха. Следует иметь в виду, что ощущения и определение характера запаха даже одного и того же душистого вещества различными людьми могут сильно отличаться. Например, запах метилсалицилата в США и Канаде оценивается как очень приятный, а в Англии и Швейцарии как вонючий, неприятный. Запахи цветов оцениваются неодинаково не только в разных странах, но и среди представителей одной нации. Так, обнаружено резкое расхождение в оценке одного и того же запаха людьми разных полов, возрастов, состояния здоровья.

Уместно также напомнить, что даже нос одного человека воспринимает по разному один и тот же запах - для правой ноздри он более приятен. Все эти факторы говорят о большой доле субъективности при отнесении того или иного запаха к определённой группе. По запаху оказалось трудно классифицировать душистые вещества ещё и потому, что нередко запах одного и того же вещества зависит от его концентрации (например, запах индола и скатола).

Существуют и чисто "парфюмерные" классификации ароматов. Например, классификация французского парфюмерного комитета, разработанная в 1999 году, насчитывает семь групп запаховых композиций, разбитых на ряд подгрупп:

1. Цитрусовые (включает пять подгрупп - пряные, цветочные, древесные и тд.),

2. Цветочные (девять подгрупп - моно- и полицветочные лавандовые, альдегидные, зелени, фруктовые, древесные, морские и тд.),

3. Фужерные или папоротниковые (пять подгрупп - цветочные, амбровые, пряные, фруктовые, ароматические и т.д.),

4. Шипровые (семь подгрупп - фруктовые, цветочные, альдегидные, кожаные, ароматические, зелени и т.д.).

5. Древесные (восемь подгрупп - цитрусовые, хвойные, пряные, амбровые, ароматические, кожаные, морские, фруктовые),

6. Амбровые (шесть полгрупп - цветочные, пряные, цитрусовые, древесные, фруктовые),

7. Кожаные (три подгруппы - цветочные, табачные и т.д).

Классификация душистых веществ по видам использования

По направлению использования душистые вещества можно подразделить на:

1. вещества парфюмерного назначения (для составления душистых композиций, предназначенных для изготовления духов, парфюмерной воды или "дневных духов", одеколонов и туалетной воды),

2. вещества косметического назначения (для придания душистости косметическим изделиям - губной помаде, кремам, лосьонам, пенам),

3. вещества-отдушки (для мыла, моющих синтетических средств и других изделий бытовой химии),

4. вещества, фиксирующие запахи (для уменьшения испарения базовых душистых веществ, а также для интенсификации их запаха в случае синергизма, то есть такого взаимного влияния двух компонентов парфюмерной композиции, которое усиливает их полезные, в данном контексте, и душистые свойства).