Цитраль: химическое соединение и применение¶

Цитраль — органическое соединение класса ациклических монотерпеновых альдегидов, природный компонент эфирных масел многих растений. Представляет собой смесь двух геометрических изомеров: гераниаля (транс-цитраль, цитраль А) и нераля (цис-цитраль, цитраль B), отличающихся положением метильной группы относительно двойной связи. Химическая формула — C₁₀H₁₆O.

¶Физические и химические свойства

В чистом виде цитраль — бесцветная или слегка желтоватая маслянистая жидкость с интенсивным лимонным запахом, обусловленным присутствием альдегидной группы и сопряжённой системы двойных связей. Плотность около 0,89 г/см³, температура кипения 228–229 °C (при атмосферном давлении), температура плавления ниже −50 °C. Практически нерастворим в воде, хорошо растворим в этаноле, диэтиловом эфире, хлороформе и других органических растворителях.

Молекула цитраля содержит альдегидную группу, сопряжённую с двумя двойными связями, что определяет его высокую реакционную способность. Соединение легко окисляется на воздухе, полимеризуется при длительном хранении, вступает в реакции присоединения, конденсации и циклизации. При действии кислот способен циклизоваться в изопулегол и другие моноциклические терпены.

¶Нахождение в природе

Цитраль является одним из основных компонентов эфирных масел цитрусовых растений, преимущественно лимона (Citrus limon) и лайма, где его содержание может достигать 80–85 % от суммы альдегидов. В значительных количествах присутствует в маслах лемонграсса (Cymbopogon citratus и Cymbopogon flexuosus), мелиссы лекарственной (Melissa officinalis), лимонной вербены (Aloysia citrodora), базилика, кориандра и ряда других пряно-ароматических культур.

Биосинтез цитраля в растениях осуществляется через мевалонат-независимый (метилэритритолфосфатный) путь с образованием геранилпирофосфата, который затем окисляется и изомеризуется до смеси гераниаля и нераля.

¶Способы получения

¶Выделение из природного сырья

Основной промышленный метод — вакуумная ректификация эфирных масел лемонграсса или кориандра с последующей очисткой через бисульфитное производное. Этот способ позволяет получать продукт с содержанием основного вещества до 96–98 %.

¶Химический синтез

Промышленный синтез цитраля осуществляют несколькими путями:

• изомеризацией линалоола при нагревании в присутствии кислотных катализаторов;
• окислением гераниола и нерола;
• конденсацией изопрена и изопренилхлорида;
• дегидрированием цитронеллола.

¶Применение

¶Парфюмерия и косметика

Цитраль широко используется как душистое вещество для придания композициям свежего лимонного оттенка. Входит в состав отдушек для мыла, шампуней, лосьонов, одеколонов и парфюмерных композиций. Благодаря интенсивному запаху применяется в малых концентрациях (0,1–1 %) для создания верхних нот.

¶Пищевая промышленность

Соединение зарегистрировано как пищевой ароматизатор. Используется для придания лимонного вкуса напиткам, кондитерским изделиям, жевательной резинке и десертам. Входит в состав сложных эфиров, применяемых при производстве эссенций.

¶Синтез других соединений

Цитраль — ключевой полупродукт в производстве иононов — важных душистых веществ с фиалковым запахом, используемых в парфюмерии. Циклизацией цитраля в ацетоне получают α- и β-иононы, которые также служат предшественниками в синтезе витамина A (ретинола) и каротиноидов. Кроме того, из цитраля синтезируют метилиононы, цитральдиметилацеталь и другие производные.

¶Медицина и биологическая активность

Цитраль проявляет умеренную антимикробную и противогрибковую активность, что делает его компонентом некоторых фармацевтических препаратов и средств гигиены. В народной медицине эфирные масла с высоким содержанием цитраля применяются как седативное и противовоспалительное средство. Соединение входит в состав комплексного препарата «Цитраль», используемого в педиатрии и офтальмологии. Исследования показывают наличие у цитраля антиоксидантных свойств, однако его высокая концентрация может вызывать раздражение кожи и слизистых оболочек.

¶Безопасность

Цитраль относится к умеренно опасным веществам (3-й класс опасности). При попадании на кожу в неразбавленном виде способен вызывать дерматиты и аллергические реакции, в связи с чем Международная ассоциация по исследованию ароматов (IFRA) рекомендует ограничивать его содержание в парфюмерной продукции. В пищевых продуктах допустимые концентрации регламентируются национальными и международными нормами.

¶Источники

• Хейфиц Л. А., Дашунин В. М. Душистые вещества и другие продукты для парфюмерии. — М.: Химия, 1994.
• Войткевич С. А. Эфирные масла для парфюмерии и ароматерапии. — М.: Пищевая промышленность, 1999.
• Племенков В. В. Введение в химию природных соединений. — Казань, 2001.
• Burdock G. A. Fenaroli’s Handbook of Flavor Ingredients. — CRC Press, 2010.