Оптическая активность компонентов эфирного масла

Оптическая активность компонентов эфирного масла и качество эфирного масла.

Оптическое вращение

Оптическим вращением называется способность вещества вращать (поворачивать) плоскость поляризации при прохождении через него поляризованного света. Этим свойством обладают некоторые вещества, которые называются оптически активными.
Поскольку эфирные масла представляют собой смеси оптически активных веществ, обладающих часто различными по величине и противоположными знаками вращения, то определяемая константа является алгебраической суммой вращения данной смеси. По этой причине угол вращения не всегда может служить надежным признаком для характеристики эфирного масла.

Многие компоненты эфирных масел обладают оптической активностью, при этом компоненты, обладающие левым вращением, компенсируют правое вращение других компонентов. В результате такого смешения эфирное масло обладает результирующим оптическим вращением, которое называется оптическим вращением эфирного масла.
Особую роль в оценке натуральности играет оптическая активность компонентов эфирных масел. Это связано с уникальной способностью многих натуральных веществ (в отличие от синтетических) вращать плоскость поляризации луча света, который пропускают через это вещество. Поскольку оптическое вращение зависит от температуры и длины волны света, измерение оптического вращения проводят при 20° С и длине волны линии D спектра натрия (589,3 нм).

В зависимости от природы вещества вращение им плоскости поляризации может иметь различное направление и величину. Если от наблюдателя, к которому направлен свет, проходящий через оптически активное вещество, вращение плоскости поляризации происходит вправо (по движению часовой стрелки), то вещество называют правовращающим и перед его названием ставят индекс «d» или знак «(+)» [(+)-линалоол или d-линалоол], если же вращение плоскости поляризации происходит влево (против часовой стрелки), то вещество называют левовращающим и перед названием ставят индекс «l» или знак «(-)» [(-)-линалоол или l-линалоол],
В природных продуктах очень часто существует только одна из этих форм. Например, (+)-лимонен (d-лимонен, правовращающий лимонен) найден в эфирном масле апельсина, лимона, мандарина, лайма, грейпфрута, бергамота, нероли, петигрейна, элеми, тмина, укропа, фенхеля, петрушки, эригерона, ортодона, а (-)-лимонен (l-лимонен, левовращающий лимонен) найден в масле хвойных, пихты, звездчатого аниса, пепперминта, сперминта, кайепута.

По новой номенклатуре направления вращения обозначаются, например, для лимонена, как (R)-(+)-лимонен (правовращающий лимонен) и (S)-(-)-лимонен (левовращающий лимонен).

В некоторых случаях таких центров ассиметричности может быть несколько, например, ментол имеет три таких центра. Один из оптических изомеров ментола обозначается как (1R,3R,4S)-(-)-ментол. Это означает, что в положении 1 и 3 в молекуле ментола оптическое вращение правое, в положении 4 – левое, а общее (результирующее) вращение – левое.

Смесь оптических форм одного и того же вещества в равных отношениях называют рацематом. Такая смесь не имеет оптической активности и иногда имеет свое название. Например, смесь правого и левого лимонена называют дипентеном и обозначают как (±)-лимонен. Именно в такой форме и существуют вещества, полученные синтетическим путем. Разделить такую смесь очень сложно.

Что касается запаха оптических изомеров одного и того же вещества, то они почти всегда сильно различаются качеством запаха и силой запаха. Чаще всего левовращающие изомеры обладают более сильным ароматом (иногда правовращающие изомеры вообще не имеют запах), их запах богаче оттенками, качество запаха левовращающих изомеров воспринимается как более приемлемое.
 
Все эти закономерности проявляются в эфирных маслах, где определенное уникальное для каждого эфирного масла сочетание правовращающих и левовращающих форм веществ создает тот природный аромат, который так ценится в высококачественной парфюмерии и ароматерапии.

Таким образом, синтетические вещества, которые часто добавляют в эфирные масла, сильно меняют как биологические, так и органолептические свойства их. Это связано с тем, что синтезированные в промышленности пахучие вещества всегда являются, в отличие от природных, оптически неактивными. А входящие в синтетический рацемат оптические формы обладают часто непредсказуемым и опасным действием на живой организм.
 
До недавнего времени оптическая активность компонентов эфирного масла практически не устанавливалась.

Сейчас, хроматографические методы на специальных хиральных (оптически активных) колонках позволяют разделить оптические изомеры и установить факт фальсификации по соотношению содержания оптических изомеров. Обычно в эфирном масле присутствует один из оптических изомеров (90-99%), а в сфальсифицированном соотношение оптических изомеров приблизительно составляет 1:1.

Поэтому мы можем с вами сделать вывод: когда в составе эфирного масла преобладает тот или иной компонент, эта константа может свидетельствовать о качестве масла. Так, например, если левовращающие изомеры данного эфирного масла являются показателем содержания в нем значительных количеств лимонена, то более высокий показатель вращения масла будет свидетельствовать о том, что в эфирном масле больше лимонена. Изменение угла вращения, выходящее за пределы величин, а тем более, изменение знака вращения, говорит о недоброкачественности эфирного масла.

Показатель преломления.

Высокая рефракция, как и высокая плотность, обычно характеризует богатство исследуемого эфирного масла кислородными соединениями, что может свидетельствовать, в частности, о своевременности сбора сырья. Точно так же при длительном хранении ввиду окисления, полимеризации и других процессов, протекающих в масле, рефракция его увеличивается.

Показатель преломления определяют в рефрактометре. Показателем преломления (n) называют отношение скорости распространения света в воздухе к скорости распространения света в испытуемом веществе. Показатель преломления зависит от природы вещества, температуры (обычно 200) и длины волны света (линия D спектра натрия), которые указываются как индексы около буквы n.

Рефрактометр имеет две призмы, одна из которых (верхняя) может приподниматься. Перед проведением измерения на нижнюю призму рефрактометра наносят 1-2 капли эфирного масла, после чего опускают верхнюю призму и плотно ее прижимают. Пучок света с помощью зеркала направляют в верхнее окошко призмы. Вращая рукоятку, совмещают три черточки, нанесенные по диаметру круга, с границей светотени.

 Вращением ручки компенсатора добиваются совпадения границы темной и светлой частей поля с тремя черточками. Отсчет показателя преломления производится по левой шкале с точностью до четвертого знака.