Гераниол

Гераниол — это органическое соединение, относящееся к классы терпеновых спиртов (ациклических монотерпеноидов). Представляет собой бесцветную или слабо-жёлтую маслянистую жидкость с характерным запахом розы, герани и лимона. Гераниол широко распространён в природе, входит в состав эфирных масел многих растений, и используется в парфюмерной, косметической, пищевой промышленности, а также в медицине и сельском хозяйстве.

История открытия и изучения

Гераниол был впервые выделен в 1871 году немецким химиком Отто Валлахом из эфирного масла герани (Pelargonium graveolens), от которой и получил своё название. Валлах также установил его химическую структуру, которая была подтверждена синтезом в 1890-х годах. В начале XX века гераниол стал одним из ключевых компонентов в производстве синтетических розовых ароматизаторов, что позволило снизить зависимость от дорогостоящего натурального розового масла.

Химические и физические свойства

Строение и изомерия

Гераниол (3,7-диметил-2,6-октадиен-1-ол) имеет молекулярную формулу C₁₀H₁₈O. Его молекула содержит две двойные связи (в положениях 2 и 6) и первичную спиртовую группу. Существует в виде двух геометрических изомеров:

• транс-изомер (E-гераниол) — основная природная форма с запахом розы.
• цис-изомер (Z-гераниол, или нерол) — имеет более мягкий, сладковатый запах, напоминающий апельсиновый цвет. Нерол часто встречается вместе с гераниолом в эфирных маслах.

Физические параметры

• Температура кипения: 229–230 °C (при 760 мм рт. ст.).
• Температура плавления: −15 °C.
• Плотность: 0,879 г/см³ (при 20 °C).
• Растворимость: плохо растворим в воде, хорошо — в органических растворителях (этанол, диэтиловый эфир, хлороформ).
• Оптическая активность: природный гераниол оптически неактивен (рацемат), но некоторые его производные могут быть хиральными.

Химическая реакционная способность

Гераниол легко окисляется на воздухе, особенно в присутствии света и тепла, образуя альдегиды (гераниаль) и другие продукты. Он вступает в реакции этерификации (образует сложные эфиры), гидрирования (превращается в цитронеллол), дегидратации (образует мирцен и другие терпены) и изомеризации. При нагревании с кислотами может циклизоваться в α-терпинеол.

Распространение в природе

Гераниол является одним из самых распространённых компонентов эфирных масел. Он обнаружен более чем в 250 видах растений. Основные природные источники:

• Герань (Pelargonium spp.) — содержание до 40–60 % в эфирном масле.
• Роза (Rosa spp.) — до 10–30 % в розовом масле (особенно в масле дамасской розы).
• Цитронелла (Cymbopogon nardus, C. winterianus) — до 30–40 %.
• Пальмароза (Cymbopogon martinii) — до 80–90 %.
• Лаванда (Lavandula angustifolia) — до 5–10 %.
• Хмель (Humulus lupulus) — входит в состав эфирного масла шишек.
• Жасмин (Jasminum spp.), иланг-иланг (Cananga odorata), эвкалипт (Eucalyptus spp.) и другие.

В растениях гераниол выполняет функции аттрактанта для насекомых-опылителей (особенно пчёл и бабочек) и обладает антимикробными свойствами, защищая растение от патогенов.

Получение

Натуральное

Натуральный гераниол получают методом паровой дистилляции или экстракции из эфиромасличного сырья (герани, пальмарозы, цитронеллы). Выход зависит от сорта растения и условий выращивания. После дистилляции масло подвергают фракционированию для выделения гераниола с чистотой до 90–95 %.

Синтетическое

Синтетический гераниол производят из мирцена (получаемого из скипидара или синтетически) или из цитронеллаля (из цитронеллового масла). Основные методы:

• Изомеризация мирцена с последующим гидролизом.
• Гидрирование цитронеллаля до цитронеллола с последующим дегидрированием.
• Синтез из ацетилена и ацетона (через стадию получения дегидрогераниола).

Синтетический гераниол обычно дешевле натурального, но может содержать примеси изомеров и побочных продуктов.

Применение

Парфюмерия и косметика

Гераниол — один из ключевых компонентов в производстве парфюмерных композиций с запахом розы, герани, ландыша, сирени и других цветов. Он используется как фиксатор запаха и для придания свежести. В косметике гераниол добавляют в кремы, лосьоны, шампуни, мыло и дезодоранты благодаря его антисептическим и дезодорирующим свойствам.

Пищевая промышленность

В пищевой промышленности гераниол (E-2310) применяется как ароматизатор для придания вкуса и запаха розы, лимона, малины, клубники и других фруктов. Он входит в состав напитков, кондитерских изделий, жевательной резинки, мороженого и десертов. Допустимая суточная доза (ADI) — до 0,5 мг/кг массы тела.

Медицина и фармакология

Гераниол обладает рядом биологических активностей, что делает его перспективным для медицинского применения:

• Антимикробное действие — активен против грамположительных и грамотрицательных бактерий (Staphylococcus aureus, Escherichia coli), грибов (Candida albicans) и некоторых вирусов.
• Противовоспалительное и анальгетическое — подавляет синтез провоспалительных цитокинов.
• Антиоксидантное — нейтрализует свободные радикалы.
• Противоопухолевое — в исследованиях in vitro и на животных показал способность ингибировать рост клеток рака печени, лёгких, толстой кишки и меланомы, индуцируя апоптоз.
• Инсектицидное и репеллентное — эффективен против комаров, мух, клещей и других насекомых.

В народной медицине гераниол используют в составе эфирных масел для ароматерапии при стрессе, бессоннице, головной боли и кожных заболеваниях.

Сельское хозяйство

Гераниол применяется как компонент биопестицидов и репеллентов для защиты растений от вредителей (тли, клещей, нематод). Он также используется в качестве аттрактанта в ловушках для насекомых-вредителей.

Безопасность и токсикология

Гераниол считается относительно безопасным веществом. По данным Управления по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA), он входит в список «общепризнанных безопасных» (GRAS) для использования в пищевых продуктах. Однако при контакте с кожей в высоких концентрациях (более 5 %) может вызывать раздражение и аллергические реакции у чувствительных людей. Международная ассоциация по ароматерапии (IFRA) рекомендует ограничивать содержание гераниола в парфюмерных продуктах до 0,5–1 % для предотвращения сенсибилизации.

При пероральном приёме в больших дозах (более 1 г/кг массы тела) возможны токсические эффекты со стороны печени и почек. Вдыхание паров в высоких концентрациях может вызывать раздражение дыхательных путей.

Интересные факты

• Гераниол является одним из основных компонентов, определяющих запах розы, и используется в качестве эталона для оценки качества розового масла.
• В природе гераниол часто встречается вместе с цитронеллолом и неролом, которые образуются из него в результате ферментативных реакций.
• Синтетический гераниол впервые был получен в промышленных масштабах в 1910-х годах в Германии для замены натурального розового масла во время Первой мировой войны.
• Гераниол привлекает пчёл и других опылителей, поэтому его иногда используют в качестве добавки в приманки для пчёл в сельском хозяйстве.
• В 2019 году исследователи из Университета Сан-Паулу (Бразилия) показали, что гераниол может усиливать действие антибиотиков против устойчивых штаммов бактерий.

Источники

• Химическая энциклопедия: в 5 т. — М.: Большая Российская энциклопедия, 1998. — Т. 1.
• Войткевич С. А. Эфирные масла для парфюмерии и ароматерапии. — М.: Пищевая промышленность, 1999.
• База данных PubChem (National Center for Biotechnology Information) — Geraniol.
• Оценка безопасности гераниола: EFSA Journal, 2014; 12(10): 3860.
• Исследования противоопухолевой активности: Chen W., Viljoen A. M. Geraniol — A review of a commercially important fragrance material // South African Journal of Botany, 2010; 76(3): 643–651.