柠烯

-{zh:柠烯;zh-hans:柠烯;zh-cn:柠檬烯;zh-hant:薴烯;}-(),-{zh:又称苧烯;zh-hans:又称苧烯;zh-cn:又称柠烯苧烯;zh-hant:又稱檸烯;}-,俗称柠檬油精,是一种环状单萜烯,室溫下容易揮發,广泛存在于各种柑橘屬果皮及香精油,特别是柠檬油、柠蒿油、橙子油、佛手柑油、莳萝油中。柠烯分子中含有一个手性中心,有左旋柠烯、右旋柠烯光学异构体与一种外消旋体。常温下这两种异构体都为无色有强烈宜人香味的易燃液体,左旋柠烯闻起来有柠檬/松节油味道,而右旋柠烯则有柠檬/橘子味道。

生物合成
由牻牛儿焦磷酸(GPP)生成的橙花基碳正离子发生重排、环化后失去一个质子而得。

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性状
左旋柠烯:即L-柠烯、(S)-(−)-柠烯。CAS号5989-54-8,EINECS号227-815-6,相对密度0.8407(21/4℃),沸点175.5-176.5℃(101.72kPa),折射率1.474,比旋光度 [\alpha]_{\boldsymbol{D}}^{19.5} - 101.3^o\,,警示性质标准词有:, , , , ,安全性质标准词有:, , , 。存在于薄荷油、松针油中。

右旋柠烯:即D-柠烯、(R)-(+)-柠烯。CAS号5989-27-5,EINECS号227-813-5,相对密度0.8402(21/4℃),沸点175.5-176℃(101.72kPa),凝固点−95.5℃,折射率1.4743 (21℃),比旋光度 \rm [\alpha]_{\boldsymbol{D}}^{19.5}+123.8^o\,,警示性质标准词有:。存在于柠檬油、蜜柑油、樟脑白油、香橙油等植物精油中。

外消旋体:即左旋柠烯和右旋柠烯的混合物,也称二聚异戊二烯、二聚戊烯、双戊烯、二戊烯(dipentene)。相对密度0.8404,沸点178.64℃,凝固点−95.3℃,折射率1.4744,无旋光性。不溶于水,与乙醇互溶。存在于樟脑白油、杉油、松节油、橙花油、香茅油中。

制取
用酸性试剂硫酸氢钾处理松油醇时,可以得到柠烯,同时也会产生少量柠烯的非手性异构体异松油烯。柠烯在工业上主要由天然精油经过分馏或萃取,或者由松节油为原料,取α-蒎烯馏分,将它异构化得到。

化学性质
柠烯的化学性质相对比较稳定,可以蒸馏而不分解。(R)-柠烯加热到300℃时发生外消旋化。如果温度更高,则柠烯分解为异戊二烯。

潮湿空气中易被氧化为香芹醇和香芹酮。与硫磺作用失水生成对撒花烃,也会产生硫化氢和一些硫醚。

与无机酸共热时,异构化为有共轭双烯结构的α-松油烯,后者又很容易被氧化,生成有芳香性的对撒花烃。柠烯与顺丁烯二酸酐共热时,可以得到顺酐与α-松油烯发生狄尔斯-阿尔德反应生成的加合物。

柠烯可以发生烯烃的一般反应,其中两个双键可以都发生反应,也可以控制条件只让其中一个双键反应。用无水氯化氢/溴化氢处理时,二取代的烯烃先与卤化氢发生加成反应;但用mCPBA作环氧化时,三取代的烯烃先被环氧化,生成柠烯氧化物。如果mCPBA过量,则两个双键都被环氧化,得到柠烯二氧化物。

D-柠烯的非环双键可以与三氟乙酸在甲苯中发生反马氏规则加成,反应后用氢氧化钠将三氟乙酸酯水解,便可以得到(S)-(−)-α-萜品醇(松油醇)。

柠烯也可以在无机酸的存在下与水加成,生成α-松油醇和水合萜二醇。

用亚硝酰氯处理柠烯时,柠烯的环内双键与 NO−Cl 加成生成1-氯-2-亚硝基化合物,经互变异构得到α-氯代肟,然后用碱将氯化氢脱去得到不饱和的香芹酮肟,最后将肟用稀硫酸水解,便得到相应的酮——香芹酮。此外也用作溶剂、清洗剂、除胶剂、调香剂、生物燃料和杀虫剂等。

柠烯可溶解發泡聚苯乙烯(保麗龍)。在3D列印中,耐衝擊級聚苯乙烯(HIPS)做為支撐材料,需以柠烯溶解。

危险性
柠烯和其氧化产物(如被空气氧化生成的1,2-柠烯氧化物)对皮肤和呼吸道有刺激作用。

柠烯会在大鼠中引起肾细胞癌,但目前没有足够的证据证明它对人类有致癌性和基因毒性。在国际癌症研究机构的分类中,D-柠烯被列为第3类物质——尚不清楚其对人体致癌作用。而且某些研究者认为柠烯有潜在的抗癌功能,可以被用作功能性添加剂。

注释
「薴烯」和「檸烯」都是常用的写法。简体的「{{ruby|-{苧}-|níng|zh-Hans|zh-Latn}}」是「{{ruby|-{薴}-|níng|zh-Hant|zh-Latn}}」的简化字,指的是一种有机化合物,「{{ruby|-{苎}-|zhù|zh-Hans|zh-Latn}}」则是原繁体字「{{ruby|-{苧}-|zhù|zh-Hant|zh-Latn}}」的简化字,指的是一种多年生草本植物,苎麻。此外,「」也指另外一种植物,荠苧。

参考资料
内文参考资料
全文参考资料

  • E. E. Turner, M. M. Harris, Organic Chemistry, Longmans, Green & Co., London, 1952.
  • Wallach, Annalen der Chemie, 246, 221 (1888).
  • Blumann & Zeitschel, Berichte, 47, 2623 (1914).
  • Source: CSST Workplace Hazardous Materials Information System.
  • M. Matura et al., J. Am. Acad. Dermatol. 2002, 33, 126-27.

外部链接

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