ПРИРОДНЫЕ ИЗОПРЕНОИДЫ. ТЕРПЕНЫ

Изопреновое звено – один из наиболее распространенных в природе строительных блоков. Оно встречается не только в каучуках, но и в составе многих соединений, выделенных из растительных и животных объектов. В растительном мире широко распространены вещества (углеводороды) открытой и изоциклической структуры, которые формально могут рассматриваться как димеры (монотерпены), тримеры (сесквитерпены) или полимеры (политерпены) изопрена и их кислородные производные (терпеноиды). Существует много реакций, связывающих взаимопревра-щениями алифатические, моно- и бициклические терпены.

Однако, следует отметить, что эти соединения выделены в одну группу терпенов и терпеноидов по фитохимическому признаку. Большой вклад в развитие химии терпенов и терпеноидов внесли русские ученые: Ф.М. Флавицкий, С.С. Наметкин, Б.А. Арбузов, В.Е. Тищенко, Л.А. Чугаев, Г.А. Рудаков и др. Ф.М. Флавицкому принадлежат классические исследования в области терпенов. Он впервые высказал мысль об изопреноидном строении терпенов, показал тем самым общность терпенов алифатического, моно- и полициклических рядов и осуществил переходы пиненов к камфенам и лимонену, как более устойчивым изомерным формам. К такому же типу реакций с изменением углеродного скелета бициклических терпенов относятся камфеновые перегруппировки первого и второго рода, открытые Е.Е. Вагнером и С.С. Наметкиным.

При всем разнообразии технологий и приемов получают две большие группы органических веществ: водорастворимые (углеводы, аминокислоты, белки, витамины, алкалоиды и др.) и нерастворимые в воде, среди которых эфирные масла, смолы, живица.

Классификация терпенов.Изопренами называются широко распространенные в природе органические соединения, молекулы которых включают различное число изопреновых группировок С₅Н₈ и имеют полиизопреновый скелет. Общая формула углеводородов этой группы (С₅Н₈)_n. К ним относятся такие важные соединения, как терпены, каротиноиды, природный каучук и гуттаперча. В группу изопреноидов наряду с углеводородами (С₅Н₈)_n входят и их разнообразные кислородсодержащие производные: спирты, альдегиды, кетоны, карбоновые кислоты и др.

Изопреноиды можно рассматривать как продукты полимеризации изопрена и последующих реакций их окисления, дегидрирования, гидрирования, изомеризации, циклизации. По числу изопреновых фрагментов терпены делятся на несколько групп (табл. 23) и могут иметь ациклическое (нециклическое) или алициклическое строение.

 

Таблица 23 – Классификация терепенов

 

Тип терпена	Число изопреновых звеньев	Число атомов углерода
монотерпены
сесквитерпены
дитерпены
тритерпены
тетратерпены

 

Большинство известных терпенов построено из изопреновых фрагментов, которые связаны друг с другом по типу присоединения « голова к хвосту» (изопреновое правило, Ружичка, 1921г.):

 

 

 

хвост голова оцимен (С₁₀Н₁₆)

 

Кислородсодержащие производные терпенов называют терпеноидами. Все терпены разделяют на алифатические и циклические терпены, которые могут содержать в молекуле один, два или три цикла. Алифатические терпены тесно связаны взаимными переходами с циклическими терпенами. В состав эфирных масел в основном входят терпеноиды – альдегиды и спирты.

Монотерпены и их кислородсодержащие производные (терпеноиды). Монотерпены (С₁₀Н₁₆) вследствие своей летучести и запаха особенно ценны для промышленности душистых веществ. Их подразделяют на:

· алифатические монотерпены

· моноциклические монотерпены

· бициклические монотерпены