Пользовательский поиск
Химия
Химия запаха
Запах — специфическое ощущение присутствия в воздухе летучих пахучих веществ, обнаруживаемых химическими рецепторами обоняния, расположенными в носовой полости животных и людей. Запахи играют важную роль в жизни людей. Они позволяют определять опасность (испорченные продукты, запах газа, запах гари и др.), наслаждаться вкусом и запахом пищи, навевают воспоминания и ощущения, влияя на эмоциональное состояние (запахи леса, дождя, моря, выпечки, хлеба, цветов и др.).
В современном мире создаются попытки использовать запахи в исскустве (кинематографе, театре, картинах и др.), рекламе (запахи в магазинах, ароматные каталоги товаров и т.п.).
Запах воспринимается специальными рецепторами обонятельной зоны носа. Число рецепторов довольно велико (у человека около 350 типов), причем вещество может взаимодействовать с несколькими типами рецепторов давая рецепторный "отпечаток" сигналов в мозгу. В процессе жизни эти отпечатки фиксируются с определенными поведенческими реакциями на данный запах. Поэтому ощущение запаха имеет значительную долю субъективности. Дополнительную сложность вносит генетическое разнообразие рецепторов и их чувствительности у людей. Животные гораздо чувствительнее к запахам. Некоторые насекомые могут обнаружить половые аттрактанты в воздухе в количестве буквально единиц молекул на кубический сантиметр воздуха.
Большинство природных запахов многокомпонентны. Так в запахе хлеба 75 основных компонентов, в запахе нефти их число может достигать тысячи. В запахе кофе нет вещества пахнущего именно кофе - за запах отвечает смесь по крайней мере 20 основных веществ, называемая кафеоль.
Химическое строение пахучих молекул весьма разнообразно и даже небольшие изменения в молекуле могут сильно повлиять на запах вещества. В парфюмерии обычно используют приятные запахи. В школе обычно проходят пахучие вещества в теме сложных эфиров где ясно видно, что небольшое изменение молкулы сильно меняет запах. Например, запахи типичных сложных эфиров следующие: амилформиат - вишневый, метилбутират - яблочный, октилацетат - цитрусовый, этилбутират - ананасовый, изобутилформиат - малиновый, амилацетат - банановый, бутилбутират - персиковый, изоамилацетат - грушевый. Запахи цветов обычно многокомпонентны. Например, за запах розы отвечают розеноксид (производное тетрагидропирана), бета-дамасценон, бета-ионон, гераниол, нерол и еще несколько минорных компонентов, за запах гвоздики отвечает эвгенол, бета-кариофиллен, метилсалицилат, за запах фиалки - смесь иононов, лилий - бета-оцимен, линалоол и мирцен, за запах хризантем - альфа-пинен, эвкалиптол и хризантемон, за запах сирени - бета-оцимен, сиреневый альдегид, сиреневый спирт. Запах миндаля обуславливает в основном бензальдегид, но с таким же запахом имеется много других веществ (бензонитрил, нитробензол и др.).
Интересно, что есть вещества, которые при больших концентрациях пахнут неприятно, но в малых концентрациях дают приятный аромат. К числу таких веществ относят мускус (основные вещества мускон и цибетон), который в чистом виде пахнет неприятно, но при добавлении в малых количествах в духи усиливает и улучшает их запах. Таким же свойством обладают индол и скатол, которые в большой концентрации пахнут экскрементами, а в малых - цветами.
Много исследований проводилось с запахами пищевых продуктов. Почти все знают, что за запах выпечки отвечает ванилин, тогда как его изомер - 3-гидрокси-4-метоксибензальдегид почти не пахнет.
Неприятные запахи в основном изучались для определения механизма их возникновения и способов предотвращения их возникновения. К примеру, масляная кислота, образующаяся при прогоркании масла имеет сильный неприятный запах, одновременно с ней в испорченом масле сильно возрастает концентрация низкомолекулярных альдегидов. За запах разлагающейся мочи ответственен аммиак и некоторые амины, разлагающегося яичного белка - сероводород, разлагающегося мяса - путресцин и кадаверин. Чеснок пахнет органическими соединениями серы - диаллилсульфидом и аллицином, другие соединени серы (аллилпропиддисульфид, тиопропиональ-S-оксид) ответственны за запах и раздражающее действие лука. Одними из самых сильных и неприятных запахов обладают меркаптаны (тиолы). Смесь амилмеркаптанов добавляют в небольших количествах в бытовой газ, для придания ему характерного запаха "газа". Бутил-, кротил-, изоамилмеркаптаны выделены из вонючей жидкости скунсов. Запах кошачьей мочи тоже обусловлен меркаптанами (3-меркапто-3-метилбутанолом-1). В книге рекордов Гиннесса веществами с самым отвратительным запахом названы этилмеркаптан и бутилселенол. Следует отметить, что существуют и приятно пахнущие меркаптаны.
Природные запахи иногда обусловлены довольно простыми молекулами: запах свежести - озоном, запах моря - иодом. Запах земли обусловлен более сложным веществом - геосмином.