Ефірні масла - студопедія

Загальна характеристика терпеноидов. У рослинному і тваринному світі широко поширена група речовин, відомих під загальною назвою "терпени". Вперше термін "терпен" з'явилося в XIX столітті при вивченні хімічного складу ефірної олії сосни - скипидару (від німецького Terpentin - скипидар). Так був названий вуглеводень складу С10 Н16. що складається з двох молекул ізопрену. Протягом багатьох років слово "терпен" пов'язували з ароматними летючими речовинами, що містяться в вищих рослинах. Однак у міру розвитку досліджень в цій області, з відкриттям безлічі споріднених сполук, в тому числі і кисневмісних, з точки зору хімічної номенклатури закінчення "ен" стало не придатним і з'явився більш загальний термін "терпеноїд", що означає терпеноподобний. Ця назва має більше прав на існування, так як з одного боку підкреслює загальне біогенетичне походження цієї групи біологічно активних речовин, а з іншого - вказує неоднорідність їх хімічної структури. В даний час використовуються обидва терміни, але правильніше словом "терпен" називати вуглеводні, а терпеноїдами - їх похідні: альдегіди, кислоти, спирти і т.д.

Найбільш точно визначення терпенів дано Хаг-Смітом в 1948 р: "терпени. всі з'єднання, які мають певне архітектурне і хімічне відношення до простої молекулі ізопрену, тобто С5 Н8 ":

Таким чином, терпени - це великий клас природних органічних сполук із загальною формулою (С5 Н8) n. де n дорівнює або більше 2-х. Виходячи з цього все терпени класифікуються на:

1. Монотерпени. структури яких побудовані з двох ланок ізопренів, отже, їх склад С10 Н16-22 (тут і далі кількість водневих атомів залежить від ступеня насиченості з'єднання);

2. Сесквітерпени - сполуки складу С15 Н24-32. Вони складені з трьох ланок ізопренів і по відношенню до монотерпенов є полуторними (в латинській мові приставка "sesqui" - означає "в півтора рази";

3. дітерпени - з'єднання, що складаються з чотирьох ланок ізопренів. Їх загальна хімічна формула С20 Н30-42;

4. Трітерпени складаються з шести ланок ізопренів. Їх структура - С30 Н48-62;

5. Тетратерпени - сполуки, що складаються з восьми ланок ізопренів, мають склад С40 Н64-82;

У складі ефірних масел найбільш часто зустрічаються група моно- і сеськвітерпенов. Ді-і трітерпеноїди входять до складу нелетких камедей і смол. Трітерпеноідное будова мають аглікони сапонінів і серцевихглікозидів, Тетратерпени входять до складу каротиноїдів, політерпени - це каучук і гутта.

Шляхи біогенезу терпеноидов. Хоча терпеноїди досить широко поширені в вищих рослинах, шлях їх біосинтезу поки ще вивчений недостатньо. Це пояснюється наступними причинами. По-перше, тільки порівняно недавно були встановлені будова і абсолютна конфігурація основних представників терпенів вищих рослин. Зрозуміло, не можна вивчити таку складну проблему, як біосинтез будь-яких з'єднань, поки не буде відомо їх будова. По-друге, є великі труднощі при виділенні і очищенні зі складної суміші різних сполук шуканого компонента без зміни його хімічної структури. У той же час при вивченні біогенезу природних сполук необхідно, щоб досліджувані похідні по можливості відповідали вихідного будовою з тим, щоб можна було визначити їх місце в ланцюзі метаболізму. Однак початкові стадії біосинтезу терпенів з'ясовані повністю.

Ще в 1860 р Бертольо встановив певну періодичність у будові молекул деяких терпенів і визначив так званий принцип "изопренового правила", який полягає в тому, що молекули цього ряду природних сполук побудовані з декількох окремих ізопреноїдного одиниць. Однак фундаментальне значення "изопренового правило" придбало лише після роботи О. Валлаха (1914 г), який класифікував відомі тоді терпени, виходячи з С5 С8 -одиниці. О. Валла показав, що моноциклічні монотерпени можуть бути побудовані (тобто їх формули можуть бути записані на папері) у вигляді двох ізопренових одиниць, замкнених певним чином в кільце. Изопренового правило О. Валлаха згодом розвинув Л. Ружечка (1953 г) - з'явилося біогенетичне правило Л. Ружечкі, згідно з яким молекули ізопрену можуть конденсуватися "голова до хвоста" за іонним або радикальним механізмом, утворюючи всі відомі моно-, сескві- і дітерпени. Для цього необхідно лише одна умова - наявність "активного ізопрену". Після робіт Л. Ружечкі в цьому напрямку з'явився цілий ряд відкриттів. Так, зокрема, Блохом і Лінену в 1958 р було встановлено, що роль активного пятиуглеродного фрагмента виконує ізопентілпірофосфат, що утворюється з ацетату через мевалоновую кислоту.

Біогенез найпростіших терпеноидов можна представити у вигляді такої спрощеної схеми: