Компоненты эфирных масел синтезируются растениями и образуются как побочные продукты при получении эфирных масел (например, азулены). Химический состав этих веществ разнороден, но все их можно разделить на две большие группы. Одна группа относится к веществам, имеющим терпеноидную структуру (в общем случае - терпены, а по классам - монотерпены, сесквитерпены и детерпены). Другая группа - вещества с нетерпеноидной структурой. В состав эфирных масел входят так же вещества с так называемой нортерпеноидной (то есть терпеноподобной) структурой (БЭ).
Моно-
и сесквитерпеновые соединения.
В эфирных маслах в результате биогенеза в больших количествах образуются моно- и сесквитерпеноиды и группа нортерпеноидов. В основе структур монотерпеноидов лежит 10-ти углеродная структура, сесквитерпеноиды построены из 15-ти углеродной структуры. Общим для всех терпеноидов является определенная последовательность присоединения изопентилдифосфата. Формально терпеноиды построены из остатков изопрена по принципу «голова к хвосту». Такие соединения имеют так называемую регулярную структуру диметилоктана в отличие от нерегулярной, построенной по принципу «голова к голове».
Фактически общим предшественником группы монотерпеноидов является геранилдифосфат, образующийся при конденсации изопентил- и диметилаллилдифосфатов.
Монотерпеноиды в
растениях делятся на ациклические и
циклические.
Из ациклических чаще всего встречаются соединения с 2,6-диметилоктановым скелетом и нерегулярных структур (лавандулана и артемизана).
2,6-диметилоктан
|
лавандулан
|
артемизан |
Циклические структуры
представлены очень широко. Среди них
встречаются моно-, би- и трициклические.
Основная часть моноциклических
монотерпеноидов относится к типу п-ментана,
а также к редко встречающемуся м-ментановому
типу.
пара-ментан |
мета-ментан |
Монотерпеновые
спирты и их эфиры являются главным
представителем кислородсодержащих
монотерпеноидов. К другим важным
представителям этой группы относятся монотерпеновые
альдегиды.
Формально, к моноциклическим терпеноидам относится сафранановый тип, однако генетически он связан с ионановой и ирановой структурой нортерпеноидов, то есть соединений, в которых число атомов углерода не равно 10 и которые являются продуктами деградации каротиноидов.
сафранан |
ионан |
иран |
В эфирных маслах встречаются также структуры циклопентанового (1-этил-3-изопропилциклопентан) и циклогептанового (эйкарван) типа. Последний, возможно, является продуктом перегруппировки структуры сафранана.
1-этил-3-изопропилциклопентан |
эйкарван |
Бициклические монотерпеноиды
представлены структурами пинана, камфана,
изокамфана, фенхана, карана и туйана (сабинана).
пинан |
камфан |
изокамфан |
фенхан |
каран |
туйан |
К группе бициклических монотерпеноидов относятся 9-ти углеродные структуры сантана и сантенана, являющиеся, по-видимому, продуктами деградации соединений регулярной структуры. Единственным представителем трициклической структуры является трициклен.
сантан |
сантенан |
трициклен |
Предшественником сесквитерпеноидов является фарнезилдифосфат, образующийся присоединением к геранилдифосфату еще одной изопреноидной группы. Различают ациклические, моно-, би- и трициклические сесквитерпеноиды.
Из ациклических сесквитерпеноидов в эфирных маслах присутствуют соединения со скелетом фарнезана. Среди моноциклических распространена структура бисаболана, и реже, элемана, гермакрана и гумулана.
фарнезан |
бисаболан |
элеман |
гермакран |
гумулан |
Бициклические
сесквитерпеноиды представлены в основном
соединениями нафталинового и азуленового
типа. Из первых наиболее распространена
структура кадинана и эйдесмана. Реже
встречается структура типа даукана и
эремофилана, родственного эйдесману. Ряд
азулена представлен гвайяновым типом и
реже, структурами типа ветивана и циерана.
кадинан |
эйдесман |
даукан |
эремофилан |
гвайян |
ветиван |
циеран |
Очень широко распространен в эфирных маслах тип кариофиллана – 9-ти членного моноциклического сесквитерпеноида.
Основные структурные типы трициклических сесквитерпеноидов представлены углеродными скелетами копана, маалиана, аромадендрана, цедрана, лонгифолана, α-санталана и пачулана.
копан |
маалиан |
аромадендран |
цедран |
лонгифолан |
α-санталан |
пачулан |
Указанные группы монотерпеноидов образуют все многообразие компонентов эфирных масел, различающиеся числом и положением двойных связей, наличием гидроксильных, кетонных и альдегидных групп. Гидроксильные группы после этерификации различными кислотами (главным образом, уксусной кислотой) дают сложные эфиры (ацетаты) – важный класс пахучих веществ.
Из
веществ нетерпеноидной природы наиболее просто устроены
алифатические парафины
и олефины, которые обычно образуют воска
растений.
В эфирных маслах обнаружены
окисленные формы алифатических парафинов и
олефинов – спирты,
альдегиды и кетоны, алифатические
кислоты и сложные
эфиры кислот (обычно уксусной кислоты) и
спиртов.
Лактоны
Фураны
Содержащие серу и азот (гетероциклические
соединения)
Оксиды и эпоксисоединения
Другим большим классом
нетерпеноидных компонентов эфирных масел
являются ароматические
углеводороды . В
данном случае термин «ароматический» имеет
отношение не к запаху, а строению, в основе
которого лежит так называемое «ароматическое»
кольцо. Простейшим представителем
ароматического вещества
является бензол.
Бензол образует многочисленный класс фенолов, а также спиртов, альдегидов и кетонов, которые являются окисленными формами ароматических веществ. Особую группу образуют простые эфиры фенолов.
Серосодержащие
соединения.