سنتز تركيبات ليمونن (و بورنئول) از روغن تربانتين

گياهان معطر عموماً به دسته اي از گياهان اطلاق مي شود كه حاوي تركيبات معطر و يا بعبارت ديگر اسانس هستند . اين قبيل گياهان با تنوع فراوان در كشورمان گسترده شده اند . امروزه استفاده از روغنهاي اسانس در صنايع بهداشتي ، آرايشي ، غذايي و داروئي به قدري وسيع است كه در بسياري از كشورها مقادير زيادي از اين اسانس ها و يا تركيبات تشكيل دهند آنها بصورت سنتزي تهيه مي شوند .

انسان هاي طبيعي بدليل عدم خطرات ناشي از آلودگي با مواد شيميايي و نيز بو و اثر ويژه كه در تركيبات سنتزي براحتي قابل دسترسي نيست ، بسيار قابل توجه مي باشند . در كشور ما با وجود تنوع آب و هوايي و شرايط مناسب كاشت و پرورش گياهان معطر ، اسانس هاي استخراج شده از اين گياهان نه تنها مي توانند نياز داخلي را رفع نمايند ، بلكه مي توانند جايگاه مهمي را در صادرات كشور داشته باشند . در هر حال توضيح و تبيين و موارد كاربرد يك اسانس در درجه اول به شناخت علمي آن مربوط مي شود .

در واقع تركيبات معطر گياه يكي از پديده هاي جالب متابويسم گياه است و بيشترين ميزان رايحه را مي توان از طريق گلهاي تازه احساس نمود كه از حضور مقادير ناچيزي از روغنهاي اسانسي در گلبرگها ناشي شده است .

روغنهاي اسانسي گاهي در شكل آزاد ، مانند اسانس موجود در گل رز و اسطوقدوس و گاه بصورت گلوكوزيد است كه تحت شرايط مطلوب و در حضور آنزيم و با عمل تخمير به شكل آزاد در مي آيد (مانند اسانس ياس) . البته روغنهاي اسانسي در ساير اندامهاي گياه نيز وجود دارند ، نظير گل ، برگ ، پوست تنه گياه و …
روغنهاي اسانسي از ديدگاه شيميايي ، مخلوطهاي بسيار پيچيده شامل ترپن ها و سسكوئي ترپن ها و مشتقات اكسيژنه آنها و تركيبات ديگر هستند .
اكثر تركيبات تشكيل دهنده اسانس ها ، خواصي دارند كه استفاده از آنها را به صورت فرآورده هاي داروئي ، بهداشتي و غذايي امكانپذير مي سازد و بطور كلي تركيبات متشكله اسانسها را مي توان به سه دسته مهم زير تقسيم بندي نمود .

۱)مونوترپن هاي اكسيژن دار
۲)مونوترپن هاي بدون اكسيژن
۳)سسكوئي ترپن ها

مونوترپن ها مي توانند خطي ، يك حلقه اي و يا دو حلقه اي باشند . مونوترپن هاي اكسيژن نيز مي توانند به فرمهاي الكلي ، كتوني ، آلدئيدي و غيره باشند .
سقز از نظر شيميائي جزء خانواده صمغ هاي طبيعي است . اين دسته از مواد از منابع طبيعي بدست آمده و داراي خواص مختلف فيزيكي و شيميايي هستند . استخراج اين مواد از پوست درختان صورت مي گيرد كه بصورت طبيعي يال مصنوعي شكافته شده و اين مواد به شكل مايع غليظ از آن خارج مي شوند كه در

مجاورت هوا بخشي از مواد صمغ تبخير مي گردد (مواد فرار) و باقيمانده كه قابل تبخير نمي باشد ، در مجاورت هوا عمل اكسيداسيون و پليمريزاسيون تدريجي در آن انجام مي گيرد و به ماده خشك و جامدي تبديل مي گردد ه در اغلب حلالهاي آلي حل مي گردد .
اصولاً صمغ هاي طبيعي را نسبت به زمان نگهداري و حلاليت به دو گروه محلول در الكل و محلول در روغن تقسيم مي كنند. اين مواد اصولاً قابل كريستاليزاسيون نبوده و داراي وزن مولكولي بالاي ۲۰۰۰ مي باشند و نقطه ذوب مشخصي هم ندارند .

جهت استخراج صمغ ، ابتدا يك برش V شكل در پوسته درخت ايجاد نموده و مايع و غليظ صمغ خارج شده را جمع آوري مي كنند و از هر برش در حدود ۴-۳ كيلوگرم مايع صمغ بدست مي آيد . صمغ استخراج شده را به كمك حلالهاي آلي رقيق نموده و پس از ته نشين شدن ذرات و ناخالصي ها ، عمل فيلتراسيون را انجام مي دهند و آنگاه صمغ تصفيه شده را تقطير مي كنند .

در اثر تقطير صمغ رقيق شده با حلالهاي آلي ، مواد فرار تشكيل دهنده صمغ بنام روغن تربانتين جدا شده و آنچه كه بصورت جامد باقي مي ماند ، بنام روزين يا لكوفن (به فارسي : سقز) ناميده مي شود .

منابع اصلي استخراج صمغ گياهي از انواع درختان جنگلي سوزني برگ و پسته كوهي است كه در ايران گونه هايي از پسته كوهي در مناطق فارس ، كرمان ، باختران ، كردستان و آذربايجان غربي مي رويد و ارتفاع آن بيش از پانزده متر و تاجي گرد و بزرگ و تنه هاي قطور به قطر نيم متر و بصورت ناصاف و تيره دارد . اين درخت به نامهاي بنه ، ون و گودن نيز معروف است .

اصولاً روغن تربانتين بعنوان ماده اوليه جهت تهيه اسانس و عطريات و نيز بعنوان حلال در صنايع رنگ سازي مصرف دارد . اين روغن مخلوطي از هيدروكربنهاي سيكليك با يك باند مضاعف است كه اصطلاحاً بنام هيدروكربنهاي ترپني ناميده مي شود و نسبت آنها در روغنهاي ترپانتين محتلف ، يكسان نيست و مقدار درصد آنها در صمغ هاي حاصله از انواع گونه هاي درختان جنگلي ، متغير است .
جدول زير نسبت درصد اين مواد را در روغن تربانتين نشان مي دهد :

درصد اجزاء روغني
۹۶-۵۹ آنها پينن
۲۳-۶/۰ بتاپينن
۲۴-۱/۰ ۳-كارن
۲-۰ ساير ترپنها

شناسايي و تعيين مقدار تركيبات موجود در صمغ طبيعي ايران :
روش تقطير ، اولين روش جهت شناسايي تركيبات فرار موجود در صمغ است . براي اين منظور ،‌ابتدا مقدار ۵۰gr از صصمغ را در يك بالون ۱ ليتري مجهز به سيستم بخار توزين نموده و سپس تقطير تركيبات فرار (روغن تربانتين) صمغ را به كمك بخار آب انجام مي دهيم . عمل تقطير با بخار آب را تا مرحله اي ادامه مي دهيم كه ذرات روغن همراه با قطرات آب كندانسه شده نباشد . در اين حالت سيستم بخار را قطع كرده و تقطير را قطع مي كنيم .

محصول تقطير شده كه شامل دو فاز آلي (روغن تربانتين) و فاز آبي مي شود را توسط دكانتور جدا مي كنيم . فاز آلي (روغن تربانتين) را با سولفات ديم ايندر ، خشك مي‌كنيم .
حال محتوي بالون تقطير را درحالت گرم در يك بشر دو ليتري كه محتوي يك ليتر آب باشد ، خال ينموده و در نتيجه سرد شدن ناگهاني ، صمغ كاملاً جامد شده و بصورت نامحلول در آب باقي ماند كه اصطلاحاً آنرا سقز مي نامند كه پس از جدا شدن و خشك كردن ، توزين مي شود .
جدول زير درصد مواد فرار و غيرفرار را در صمغ طبيعي ايران نشان مي دهد :

 

سمغ طبيعي ايران درصد مواد
مواد فرار (روغن تربانين) ۶/۳۱
مواد غيرفرار (سقز)‌ ۴/۶۸

ضريب شكست نقطه جوش درصد وزني روغن تربالتين
۴۶۵۴/۱ ۱۵۶ ۹۰ آلفا پينن
۴۷۳۵/۱ ۱۶۷ ۹ بتا پينن
۴۷۵/۱ ۱۷۱ ۶/۰ دلتا پينن
– – ۴/۰ ساير

سميت :
روغن تربانتين بر روي پوست و بافتهاي ارگانهاي تنفسي و چشم اثر مي گذارد و مسموميت بالاي ۱۰۰ ppm از آن در انسان ايجاد رگيجه ، ضربان شديد قلب و در حالت بسيار نادري باعث ناراحتي كليه مي شود . به هر حال در غلظتهاي پائين تر از ۱۰۰ppm ، اصولاً ايجاد ناراحتي نمي كند و بوي آن نيز در حدود غلظتي ۲۰۰ppm قابل ملاحظه مي باشد .

موارد استعمال روغن تربانين و فرآورده هاي حاصل از آن :
روغن تربانتين خام به عنوان حلال براي آلكيد رزين ها ، روغن ها و لاكها و نيز رنگهاي نقاشي مصرف مي شود و به دليل ايجاد پروكسيد ، خشك شدن رنگهاي
روغني تسريع مي كند .