Мирцен

Мирцен — это ациклический монотерпеновый углеводород, природное органическое соединение класса терпенов. Представляет собой бесцветную или светло-жёлтую маслянистую жидкость с характерным приятным запахом, напоминающим смесь герани и хмеля. Является одним из наиболее распространённых терпенов в эфирных маслах многих растений.

История открытия и изучения

Мирцен был впервые выделен в 1853 году французским химиком Шарлем Лабортом из эфирного масла мирта (Myrtus communis), от которого и получил своё название. Позднее соединение было обнаружено в составе эфирных масел хмеля (Humulus lupulus), лавра благородного, цитронеллы, лимонной травы, герани и многих других растений. Систематическое изучение химических свойств мирцена началось в конце XIX — начале XX века, когда была установлена его структура. В 1903 году немецкий химик Отто Валлах успешно синтезировал мирцен из пинена. Впоследствии были разработаны более эффективные методы промышленного синтеза.

Химическая структура и свойства

Молекулярные характеристики

• Молекулярная формула: C₁₀H₁₆
• Молярная масса: 136,23 г/моль
• Систематическое название: 7-метил-3-метиленокта-1,6-диен
• Регистрационный номер CAS: 123-35-3

Мирцен относится к монотерпенам и состоит из двух изопреновых единиц. Его молекула содержит три двойные связи, что делает соединение химически активным. Мирцен легко окисляется на воздухе, полимеризуется и вступает в реакции циклизации. Существует в виде двух структурных изомеров:

• β-мирцен (наиболее распространённая форма) — 7-метил-3-метиленокта-1,6-диен
• α-мирцен (менее распространённый) — 3-метил-2-метиленокта-1,6-диен (также известен как изомирцен)

Физические свойства

• Температура кипения: 166–168 °C
• Температура плавления: около -10 °C
• Плотность: 0,791 г/см³
• Показатель преломления: 1,466–1,471
• Растворимость: нерастворим в воде, хорошо растворим в органических растворителях (этанол, эфир, масла)

Биосинтез в растениях

В растениях мирцен образуется в ходе мевалонатного пути биосинтеза терпеноидов. Предшественником является геранилпирофосфат (ГПФ), который под действием фермента мирценсинтазы превращается в мирцен. Наиболее активно мирцен накапливается в железистых волосках (трихомах) растений.

Распространение в природе

Мирцен широко распространён в эфирных маслах более чем 200 видов растений. Основные природные источники:

• Хмель (Humulus lupulus) — содержание может достигать 30–60% от общего состава эфирного масла шишек
• Мирт (Myrtus communis) — исторический источник, давший название соединению
• Лимонная трава (Cymbopogon citratus, C. flexuosus)
• Цитронелла (Cymbopogon nardus) — один из главных компонентов
• Орегано (Origanum vulgare)
• Тимьян (Thymus vulgaris)
• Лавр благородный (Laurus nobilis)
• Манго (Mangifera indica) — содержится в мякоти и кожуре
• Конопля посевная (Cannabis sativa) (растение, запрещённое к культивированию в РФ в целях, не связанных с промышленным производством, если иное не установлено законом) — один из наиболее распространённых терпенов, доля может достигать 50% от общего содержания терпенов

Биологическая активность и возможные эффекты

Мирцен проявляет разнообразную биологическую активность, подтверждённую в ряде экспериментальных исследований:

Влияние на организм животных и человека

• Седативное и миорелаксантное действие — в исследованиях на мышах показано снижение двигательной активности и усиление эффекта снотворных средств
• Противовоспалительное действие — подавление синтеза провоспалительных цитокинов
• Антиоксидантная активность — способность нейтрализовать свободные радикалы
• Антимикробное действие — активность в отношении ряда бактерий и грибов
• Анальгетический эффект — снижение болевой чувствительности в экспериментальных моделях
• Усиление проницаемости клеточных мембран — может влиять на всасывание других соединений

Влияние на поведение

Мирцен может усиливать действие некоторых нейроактивных веществ, однако научные данные о специфических психоактивных эффектах мирцена самого по себе ограничены.

Промышленное получение

Натуральные источники

Мирцен получают дистилляцией эфирных масел, богатых этим терпеном. Основные коммерческие источники — эфирные масла цитронеллы и лимонной травы.

Синтетический мирцен

Промышленный синтез осуществляется из пинена (компонента скипидара) при нагревании до высоких температур (термический крекинг). Метод был разработан в середине XX века. Другой способ — синтез из изопрена.

Применение

Парфюмерия и косметика

Мирцен широко используется в качестве ароматического ингредиента. Его цитрусово-травянистый запах ценится при создании отдушек для мыла, духов, лосьонов, косметических средств. Мирцен используется как:

• Компонент «зелёных» и цитрусовых композиций
• Стабилизатор аромата
• Промежуточный продукт для синтеза других душистых веществ

Пищевая промышленность

Разрешён в качестве ароматизатора (код безопасности FEMA: 2762). Входит в состав вкусоароматических добавок, имитирующих запах цитрусовых, зелени, хмеля. Используется при производстве напитков и жевательной резинки.

Химическая промышленность

Является важным сырьём для синтеза других терпеноидов, в том числе:

• Линалоола
• Нерола
• Гераниола
• Ментола
• Изопреновых каучуков

Меры безопасности

Мирцен признан безопасным при использовании в малых концентрациях в пищевых продуктах и косметике (статус GRAS — Generally Recognized as Safe — Управления по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США). В концентрированном виде может вызывать раздражение кожи и слизистых оболочек. При вдыхании возможна аллергическая реакция у чувствительных лиц. В высоких дозах обладает умеренной токсичностью (ЛД₅₀ для крыс при оральном введении — около 3,5 г/кг).

Интересные факты

• Мирцен входит в состав феромонной сигнализации у многих насекомых, привлекая опылителей и отпугивая вредителей.
• В пивоварении мирцен отвечает за часть «хмелевого» аромата пива. При варке сусла мирцен быстро улетучивается, чем и объясняется исчезновение сильного запаха свежего хмеля.
• Некоторые исследования показывают, что мирцен может усиливать действие антибиотиков против некоторых штаммов бактерий.
• Является одним из немногих терпенов, способных связываться с каннабиноидными рецепторами, хотя сродство незначительно.

Источники

• Шулов Л.М., Лебедев А.В. «Терпеноиды: химия и биологическая активность». М.: Наука, 2007.
• Никитина Е.А. «Эфирные масла и терпеновые углеводороды». СПб.: Химиздат, 2015.
• Руководство по ароматическим веществам FEMA (Flavor and Extract Manufacturers Association of the United States).