Фенилэтиловый спирт

Фенилэтиловый спирт (2-фенилэтанол, β-фенилэтиловый спирт, бензэтанол) — органическое соединение класса ароматических спиртов, представляющее собой бесцветную вязкую жидкость с характерным цветочным запахом, напоминающим запах роз. Является одним из наиболее распространённых компонентов эфирных масел, в частности розового масла, и широко используется в парфюмерной, косметической и пищевой промышленности в качестве душистого вещества и ароматизатора.

Химические и физические свойства

Фенилэтиловый спирт имеет химическую формулу C₈H₁₀O и молекулярную массу 122,16 г/моль. Структурно представляет собой молекулу этилового спирта, в которой один из атомов водорода метильной группы замещён на фенильную группу (C₆H₅CH₂CH₂OH).

Основные физические константы:

• Температура плавления: −27 °C.
• Температура кипения: 219—221 °C (при атмосферном давлении).
• Плотность: 1,017—1,020 г/см³ (при 20 °C).
• Показатель преломления: 1,531—1,534.
• Растворимость: хорошо растворим в этаноле, диэтиловом эфире, хлороформе, ацетоне; ограниченно растворим в воде (около 2 г/100 мл при 20 °C).

Соединение обладает слабокислотными свойствами (pKa около 15), характерными для спиртов. Вступает в реакции этерификации с образованием сложных эфиров (например, фенилэтилацетата), окисляется до фенилуксусного альдегида и фенилуксусной кислоты.

Нахождение в природе

Фенилэтиловый спирт широко распространён в растительном мире. Он является одним из ключевых компонентов эфирного масла розы (Rosa damascena, Rosa centifolia), где его содержание может достигать 60—80 % от общего состава масла. Помимо розы, соединение обнаружено в эфирных маслах герани, жасмина, гиацинта, лилии, апельсинового цвета (нероли), иланг-иланга, а также в некоторых сортах мёда, чая, вина и фруктов (например, в клубнике и персиках).

В природе фенилэтиловый спирт образуется в результате метаболизма аминокислоты L-фенилаланина по пути шикиматного биосинтеза. В растениях он выполняет функцию аттрактанта для насекомых-опылителей, а также участвует в защитных реакциях против патогенов.

История открытия и получения

Фенилэтиловый спирт был впервые выделен из розового масла в 1876 году немецким химиком Фердинандом Тиманом. В 1880-х годах были разработаны первые методы синтеза соединения из стирола и бензола. Промышленное производство началось в начале XX века, когда спрос на синтетические душистые вещества для парфюмерии значительно вырос.

До середины XX века основным источником фенилэтилового спирта служило натуральное розовое масло, однако из-за высокой стоимости и ограниченности сырья его постепенно вытеснили синтетические методы. В настоящее время более 90 % мирового объёма фенилэтилового спирта производится химическим синтезом.

Методы синтеза

Синтез из стирола

Наиболее распространённый промышленный метод — гидратация стирола с использованием серной кислоты в качестве катализатора. Реакция протекает по механизму электрофильного присоединения с образованием 2-фенилэтанола:

C₆H₅CH=CH₂ + H₂O → C₆H₅CH₂CH₂OH

Выход продукта составляет 85—95 %. Процесс требует строгого контроля температуры (50—70 °C) и концентрации кислоты.

Синтез из бензола и этиленоксида

Реакция Фриделя — Крафтса между бензолом и этиленоксидом в присутствии хлорида алюминия (AlCl₃) также приводит к образованию фенилэтилового спирта. Этот метод менее распространён из-за образования побочных продуктов.

Биотехнологический синтез

В последние десятилетия разработаны методы микробиологического синтеза фенилэтилового спирта с использованием дрожжей Saccharomyces cerevisiae или бактерий Escherichia coli, модифицированных для продукции соединения из глюкозы или L-фенилаланина. Этот подход считается экологически более безопасным, но пока не достиг промышленной конкурентоспособности.

Применение

Парфюмерия и косметика

Фенилэтиловый спирт является одним из самых востребованных душистых веществ в парфюмерной промышленности. Его запах описывается как нежный, сладкий, цветочный, с оттенками розы и сирени. Соединение используется:

• в качестве базового компонента в композициях «розового» и «цветочного» направления;
• для фиксации и усиления запаха других ароматических веществ;
• в производстве духов, одеколонов, туалетной воды, дезодорантов, мыла, кремов, лосьонов и шампуней.

В косметических средствах фенилэтиловый спирт также выполняет функцию консерванта благодаря своим антимикробным свойствам, особенно в отношении грамположительных бактерий.

Пищевая промышленность

Соединение зарегистрировано как пищевой ароматизатор (номер в системе E — 2099, хотя в Евросоюзе и России используется обозначение «ароматизатор фенилэтиловый спирт»). Применяется для придания продуктам вкуса и запаха мёда, розы, клубники, персика, абрикоса. Входит в состав ароматизаторов для кондитерских изделий, напитков, мороженого, жевательной резинки.

Фармацевтика

Фенилэтиловый спирт используется в качестве консерванта в некоторых лекарственных формах (капли, мази, растворы для инъекций) благодаря бактериостатической активности. Концентрация обычно составляет 0,5—1,0 %. Также соединение применяется как промежуточный продукт в синтезе некоторых лекарственных веществ, например, спазмолитиков и антигистаминных препаратов.

Прочие области

• В аналитической химии — как стандартное вещество для газовой хроматографии.
• В производстве синтетических смол и пластификаторов.
• В агрохимии — как компонент феромонных ловушек для насекомых-вредителей.

Безопасность и токсикология

Фенилэтиловый спирт относится к веществам с низкой острой токсичностью. ЛД50 при пероральном введении для крыс составляет около 1,5—2,0 г/кг. При нанесении на кожу кроликов в дозе до 5 г/кг не вызывает раздражения. Соединение не проявляет мутагенных или канцерогенных свойств в стандартных тестах.

При вдыхании паров в высоких концентрациях может вызывать раздражение слизистых оболочек глаз и дыхательных путей. В составе косметических средств в концентрациях до 5 % считается безопасным для кожи, однако у людей с повышенной чувствительностью возможны аллергические реакции.

В Российской Федерации фенилэтиловый спирт допущен к использованию в пищевых продуктах и парфюмерно-косметической продукции в соответствии с техническими регламентами Таможенного союза (ТР ТС 009/2011, ТР ТС 029/2012).

Интересные факты

• Фенилэтиловый спирт является одним из немногих душистых веществ, которое воспринимается человеком как приятный запах в чрезвычайно низких концентрациях (порог ощущения — около 0,02 мг/м³ воздуха).
• В розовом масле содержание фенилэтилового спирта может превышать 80 %, однако в натуральном масле он находится в связанном виде (в виде эфиров), что обеспечивает более стойкий и многогранный аромат.
• Соединение естественным образом образуется в процессе ферментации при производстве некоторых сортов пива, вина и хлеба, внося вклад в их ароматический профиль.
• В 2019 году группа исследователей из Университета Киото (Япония) обнаружила, что фенилэтиловый спирт может подавлять рост некоторых видов раковых клеток in vitro, однако клинические исследования не проводились.

Источники

• Химическая энциклопедия: в 5 т. — М.: Большая Российская энциклопедия, 1995. — Т. 5.
• Справочник химика / под ред. Б. П. Никольского. — 2-е изд. — М.—Л.: Химия, 1964. — Т. 2.
• Burdock G. A. Fenaroli’s Handbook of Flavor Ingredients. — 6th ed. — CRC Press, 2010.
• Opdyke D. L. J. Monographs on fragrance raw materials // Food and Cosmetics Toxicology. — 1979. — Vol. 17, No. 4.
• Технический регламент Таможенного союза «О безопасности парфюмерно-косметической продукции» (ТР ТС 009/2011).
• Технический регламент Таможенного союза «Требования безопасности пищевых добавок, ароматизаторов и технологических вспомогательных средств» (ТР ТС 029/2012).