Отримання ефірних масел
Дистиляція
Ефірні олії екстрагуються з багатьох рослин, причому з самих різних їх частин. Найпоширеніший спосіб отримання масел - перегонка з водяною парою, або по-іншому дистиляція.Дистиляційні установки ставляться зазвичай поблизу від місць розведення рослин, щоб сировина надходила до переробку максимально свіжим. Потрібні частини рослин: насіння, листя, стебла, квіти (або комбінації двох і більше частин) - щільно укладають у перший контейнер перегінного куба. Потім в куб надходить пара, і тоді разом з цим нагрітим пором починає випаровуватися ефірна олія. Випарене масло піднімається вгору і проходить разом з водяною парою через конденсатор в маслозбірні посудину, де відбувається охолодження. Коли ефірне масло і вода охолонуть, масло відділяється від води, утворюючи шар на її поверхні. Тепер їх можна розділити за допомогою спеціальної ділильної воронки.
Деякі рослини, наприклад жасмин, не піддаються перегонці з водяною парою, оскільки висока температура в апараті руйнує самі цінні його речовини. У таких випадках застосовуються два описаних нижче способу виділення олії, що дають вже, строго кажучи, не масло, а так званий абсолют.
Анфлеражу
Метод анфлеражу практикується ще деякими французькими парфюмерами, правда в основному для того, щоб демонструвати його туристам і заробляти на цьому гроші. Взагалі він представляється застарілим. Це трудомісткий і дуже повільний процес, хоча жасминове масло, отримане таким шляхом, буває найвищого гатунку за фортеці і чистоті. Квіти жасмину укладаються вручну на скляні листи, покриті спеціальним жиром. Листи розташовують один над іншим і залишають на якийсь час, щоб ефірне масло встигло всмоктатися в жир. Процес повторюється, і вже використані квіти замінюють новими, поки жир повністю не насититься маслом. Насичений жир на жаргоні парфумерів називається помадою. Коли помада готова, її обробляють спиртом для виділення абсолюту. Що залишився після анфлеражу жир не викидають: оскільки в ньому зберігається аромат жасмину, він придатний для виробництва мила.Екстрагування розчинника
Екстрагування розчинниками - ще один спосіб отримання жасминового абсолюту, а також ефірних масел інших рослин.Квіти (або інші частини рослин, що містять масло) розмочують (мацеріруют) в контейнері з розчинником, наприклад з гексаном. Масла і рослинний віск, що містяться в сировині, розчиняють в гекса-ні і отриманий розчин (екстракт) зливають. Потім екстракт нагрівають, в результаті чого випаровується розчинник. Те, що залишається після видалення розчинника, називають конкретний, це суміш чистого масла з рослинними воском.
Після охолодження конкрет обробляють спиртом, щоб відокремити олію від воску. Таким чином, виходить ефірний абсолют.
Екстрагування двоокису вуглецю
Цей метод відносно новий у порівнянні з двома описаними вище, і, можливо, з часом він витіснить метод екстрагування розчинниками. Справа в тому, що при екстракції розчинниками якась частина розчинника все-таки залишається в абсолюті, а використовуючи екстракцію двоокисом вуглеводу, цієї проблеми можна уникнути.На жаль, багато хто з масел не можна синтезувати з нашим простим устаткуванням і набором реактивів. Зате тепер ми зможемо пустити в хід весь свій арсенал і немов за помахом чарівної палички витягти зі своїх склянок, колб і реторт багатий набір запашних речовин. Почнемо з одержання природних запашних речовин з рослин.
Запашні речовини містяться в рослинах зазвичай у вигляді маленьких крапельок в особливих клітинах. Вони зустрічаються не тільки в квітах, але і в листі, у шкірці плодів і іноді навіть деревині.
Зміст ефірних олій у тих частинах рослин, які використовуються для їх отримання, коливається від 0,1% до 10%. Те, що їх називають маслами, не повинне вводити нас в оману. Ефірні масла не мають нічого спільного зі звичайними рослинними оліями: лляним, соняшниковою, кукурудзяною, тобто з рідкими жирами. Вони являють собою більш-менш складні суміші запашних органічних речовин самих різних типів.
Серед них особливо часто зустрічаються складні ефіри, альдегіди і спирти насиченого, ненасиченого та ароматичного рядів.
Дуже важливими компонентами ефірних масел є терпени та їх похідні.
Розглянемо формули деяких представників цього класу сполук: Терпін - циклічний вуглеводень.
Ефірні масла зазвичай дуже важко розчиняються у воді, але легко розчиняються в спирті.
Тому спирт у великих кількостях застосовується в парфумерній промисловості як розчинник. Ефірні олії можна отримати, наприклад, екстрагуючись їх з частин рослин спиртом чи іншими розчинниками.
Найцінніші запашні речовини квітів отримують, розміщуючи в закритій камері на дротяній сітці поперемінно шари твердого тваринного жиру і частин рослини.
Через деякий час квіти замінюють новими, щоб жир наситився ефірним маслом. При такому способі (у Франції його називають "анфлеражу") отримують жир, що містить розчинені в ньому ефірні масла і цей концентрат запашних речовин доставляють на парфумерні фабрики (Потім ефірні масла витягують з жиру спиртом. Цей спосіб застосовується, наприклад, для витягання ефірних масел з жасмину і туберози. - Прим. перекл.).
Ми застосуємо третій, особливо важливий спосіб виділення ефірних масел - перегонку з водяною парою.
Самі по собі ефірні масла часто летючі тільки при підвищених температурах, і їх кипіння супроводжується розкладанням. Якщо ж через масу, що складається з рослин або їх частин, пропустити водяний пар, то масла віддаляються разом з ним і потім збираються в дистиляті у вигляді крапельок, які мають низьку щільність і тому плавають на поверхні води.
Отримаємо ефірні масла
Колбу на 0,5 л закриємо гумовою пробкою з двома отворами. В одне з них вставимо відтягнуту на кінці скляну трубку, яка доходить майже до дна колби. Ця трубка служить запобіжним клапаном. Вона повинна бути досить довгою (близько 1 м).
Через інший отвір введемо короткий коліно зігнутої трубки з внутрішнім діаметром не менше 5 мм (Найкраще взяти трубку з внутрішнім діаметром 8-10 мм.
Відстань між колбами повинно бути як можна коротше, проте доцільно роз'єднати трубку між колбами, вставивши в середину її скляний трійник і з'єднавши його з обома частинами трубки короткими шматками гумового шланга. До вільного кінця трійника приєднують шматочок гумового шланга з укріпленим на ньому затиском. Це дозволяє під час досвіду швидко роз'єднати або з'єднати обидві колби. За наявності металевого паровика можна замінити їм першу колбу. - Прим. перекл.).
Більш довге коліно тієї ж трубки вставимо через отвір в пробці в другу колбу, так щоб трубка теж доходила там майже до дна. Крім того, за допомогою скляної трубки з'єднаємо другу колбу з прямим холодильником (Лібіха або з зовнішнім свинцевим змійовиком). Як приймач найкраще взяти ділильну або крапельну воронку.
Спочатку отримаємо кминне масло. Для цього нам знадобиться 20 г кмину (Кмин можна зібрати або купити в аптеці. - Прим. Перекл.).
Подрібни його в ступці з додаванням піску або в старій кавомолці. Помістимо кмин в другу колбу і долити небагато води - так, щоб вона не перекривала повністю масу кмину. Першу ж колбу заповнимо на одну третину водою і, щоб кипіння було рівномірним, додамо до води кілька шматочків пористої кераміки ("кипілки").
Тепер Бунзеновський пальником нагріємо до кипіння спочатку вміст першої, а потім і другий колби. Після цього знову переставимо пальник під першу колбу і будемо нагрівати її як можна сильніше, щоб через другу колбу інтенсивно проходив водяний пар, що надходить далі в холодильник і з нього у вигляді конденсату в приймач.
Якщо знайдеться два пальники, то можна одночасно злегка нагрівати і другу колбу, щоб обсяг рідини в ній не занадто збільшувався в результаті конденсації пари.
Зручно використовувати для нагрівання другий колби пісочну лазню, розігрів її заздалегідь, до початку пропускання водяної пари (Краще всього нагрівати другу колбу так, щоб обсяг рідини в ній не зазнавав ні помітного збільшення, ні зменшення. - Прим. Перекл.).
Характерний запах кмином маслу надає карвон, якого в ньому міститься більше 50%. Крім того, до його складу входить лімонен - запашне речовина лимонів. Кминне олія використовується, в першу чергу, для отдушіванія мив і зубних еліксирів. Воно додається також в малих кількостях до деяких духам.
За допомогою того ж приладу можна виділити ефірні олії з інших рослин. Для цього подрібни їх і піддамо перегонці з водяною парою протягом 1-2 годин. Зрозуміло, вихід буде різним в залежності від вмісту ефірної олії. Найцікавіше отримання наступних ефірних олій:
Олія перцевої м'яти. З 50 г висушеної перцевої м'яти ми можемо виділити 5-10 крапель м'ятного масла. Воно містить, зокрема, ментол, який надає йому характерний запах. Олія м'яти використовується у великій кількості для виготовлення одеколону, туалетних вод для волосся, зубних паст і еліксирів. В даний час ментол здебільшого отримують шляхом синтезу.
Анісова масло отримаємо з подрібненого анісу. У суміші з маслом перцевої м'яти і евкаліптовою маслом воно входить до складу зубних еліксирів і паст, а також деяких мив.
Гвоздична масло отримаємо перегонкою з водяною парою гвоздики, яка продається в якості прянощів. Важливою складовою частиною його є евгенол. (Евгенол можна отримати з синтетичного ваніліну.) Гвоздична масло служить добавкою до багатьох духам і, крім того, застосовується при виготовленні зубних еліксирів і мив.
Трояндова олія ми отримаємо з 50 г висушених і подрібнених квіток лаванди. Це одне з найважливіших запашних речовин, яке, крім його використання для виготовлення лавандової води і одеколону, застосовується у виробництві парфумів, мив, туалетних вод для волосся, пудри, кремів і т. д.
Ялинове масло. Зберемо не менше 100-200 г голок і молодих пагонів ялини. Подрібни їх і, поки вони ще вологі, без попереднього додавання води переженемо з водяною парою. Зазвичай в голка міститься лише декілька десятих часток відсотка цього ефірного масла. Воно порадує нас приємним ароматом у кімнаті. Крім того, ялинове олія є улюбленим засобом, що надає аромат різних препаратів для ванн.
Надамо читачеві самому отримати з рослин та інші запашні речовини. Наприклад, можна перегнати з водяною парою сосну, корицю, квіти ромашки або інші запашні садові квіти. Отримані продукти збережемо в надійно закритих пробірках - пізніше вони знадобляться нам в якості запашних речовин для виготовлення косметичних засобів.
На жаль, нам доведеться відмовитися від отримання запашних речовин, що містяться в парфумах з тонким, ніжним запахом - Бергамотове масла, а також мастил з квіток жасмину і помаранчових квітів, - так як у нас немає необхідних для цього вихідних речовин.
Однак ефірну олію з дуже тонким ароматом виходить також з квіток конвалії. Якщо їх вдасться зібрати досить багато, то, звичайно, варто виділити з них ефірна олія.
Запашні ЕФІР
Багато відомих запашні речовини відносяться до класу складних ефірів. Останні широко поширені в природі і дають найрізноманітніші відтінки запахів, від запаху тропічних орхідей до характерного аромату добре знайомих нам фруктів. Ці з'єднання ми можемо синтезувати.Складні ефіри утворюються при взаємодії спиртів з карболової кислоти. При цьому відщеплюється вода
R-ОН + Ноосі-R 1
спирт + кислота
Реакція досить швидко йде тільки в присутності водовіднімаючих засобів та каталізаторів. Тому суміш спирту і карбонової кислоти тривало кип'ятять у присутності сірчаної кислоти, яка діє як водовіднімаючих засіб, а також каталізує реакцію.
Крім того, часто реакційну суміш насичують газоподібним хлористим воднем. Ми можемо простіше отримати той же результат, додаючи кухонну сіль, утворить з сірчаною кислотою хлористий водень.
Складні ефіри отримують також в присутності концентрованої соляної кислоти або безводного хлориду цинку, проте з меншим виходом.
Ми застосуємо ці добавки в тих випадках, коли вихідні органічні речовини розкладаються концентрованої сірчаної кислотою, що можна виявити по потемнінню реакційної суміші і неприємного запаху едкому.
Отримаємо складні ефіри
Найпростіше можна зміцнити вузьку пробірку з допомогою кілька шматочків гуми, вирізаної з шланга або пробки. При цьому необхідно врахувати, що навколо вузької пробірки обов'язково потрібно залишити зазор величиною не менше 1,5-2 мм, щоб виключити надлишковий тиск при нагріванні.
Тепер наллємо в широку пробірку 0,5-2 мл спирту і приблизно стільки ж карбонової кислоти, при ретельному охолодженні (у крижаній воді або холодній проточній воді) додамо 5-10 крапель концентрованої сірчаної кислоти і в деяких випадках ще кілька крупинок кухонної солі.
Вставимо внутрішню пробірку, заповнимо її холодною водою або ще краще шматочками льоду і зміцнимо зібраний прилад у звичайному штативі або в штативі для пробірок.
Прилад потрібно поставити подалі від себе і не нахилятися над отвором пробірки (як і при проведенні будь-якого іншого досвіду!), Тому що при необережному нагріванні можливе розбризкування кислоти.
Потім на найменшому вогні пальники Бунзена будемо кип'ятити суміш принаймні 15 хвилин (додати "кипілки"!). Чим довше нагрівання, тим краще вихід.
Внутрішня пробірка, заповнена водою, служить зворотним холодильником. Якщо її вміст занадто розігрівається, то треба призупинити досвід, після охолодження знову заповнити внутрішню пробірку льодом і продовжувати нагрівання (Зручніше безперервно пропускати через внутрішню пробірку холодну проточну воду. Для цього потрібно підібрати до неї пробку з двома вставленими в неї скляними трубками. - Прим. перекл.).
Вже до завершення досвіду ми часто можемо відчути приємний запах отриманого складного ефіру, на який все ж накладається їдкий запах хлористого водню (тому не треба нюхати реакційну суміш, наближаючи до себе отвір пробірки!).
Після охолодження реакційну суміш нейтралізуємо розведеним розчином соди. Тепер ми можемо виявити запах чистого ефіру, а також помітити безліч маленьких маслянистих крапельок складного ефіру, які плавають на поверхні водного розчину, в той час як непрореагіровавшіх вихідні речовини здебільшого містяться в розчині або утворюють кристалічний осад.
За наведеною прописи отримаємо наступні ефіри:
Етілметанат (етілформіат, муравьіноетіловий ефір), що утворюється з етанолу (етилового спирту) і метанової (мурашиної) кислоти. Цей ефір додають до деяких сортів рому, щоб надати йому характерний аромат.
Бутілетанат (бутилацетат, уксуснобутіловий ефір) - з бутанолу (бутилового спирту) і етанової (оцтової кислоти).
Ізобутілетанат (ізобутілацетат, уксусноізобутіловий ефір) утворюється відповідно з 2-метілпропанола-1 (ізобутилового спирту) і етанової кислоти. Обидва останніх ефіру мають сильний фруктовий запах і є складовою частиною парфумерних композицій з ароматом лаванди, гіацинтів та троянд.
Пентілетанат (амілацетат, уксусноаміловий ефір) - з пентанола, тобто амилового спирту (Яд!), і етанової кислоти.
Ізопентілетанат (ізоамілацетат, уксусноізоаміловий ефір) - з 3-метілбутанола-1, тобто ізоамілового спирту (Яд!), і етанової кислоти. Ці два ефіру в розведеному розчині мають запах груш. Вони входять до складу фантазійних духів і служать розчинниками в лаках для нігтів.
Метілбутанат (метнлбутірат, маслянометіловий ефір) - з метанолу (метилового спирту) і бутанової (масляної) кислоти. Запах його нагадує ранет.
Етілбутанат (етілбутірат; масляноетіловий ефір) - з етилового спирту і бутанової кислоти. Він має характерний запах ананасів.
Пентілбутанат (амілбутірат, масляноаміловий ефір) - з пентанола (амилового спирту) і бутанової кислоти (спирт отруйний!).
Ізопентілбутанат (ізоамілбутірат, масляноізоаміловий ефір) - з 3-метілбутанола-1 (ізоамілового спирту) і бутанової кислоти (спирт отруйний!). Два останніх ефіру мають запах груш.
Серед ефірів ароматичних кислот теж є речовини з приємним ароматом. На відміну від фруктового запаху складних ефірів аліфатичного ряду у них переважають бальзамічні, так звані тварини запахи або запахи екзотичних квітів. Деякі з цих важливих запашних речовин ми синтезуємо.
Метил-і етілбензоат отримаємо з метилового або відповідно етилового спирту і бензойної кислоти. Проведемо дослід за наведеною вище прописи і візьмемо в якості вихідних речовин спирт і близько 1 г кристалічної бензойної кислоти. Ці ефіри нагадують за запахом бальзами і входять до складу парфумерних композицій із запахами свіжого сіна, російської шкіри (юхти), гвоздики, іланг-ілангу і туберози.
Пентілбензоат (амілбензоат, бензойноаміловий ефір) і ізопентілбензоат (ізоамілбензоат, бензойноізоаміловий ефір) пахнуть конюшиною і амброю - своєрідним виділенням з травного тракту кита. Їх використовують для парфумів з східним колоритом.
Для отримання цих речовин етеріфіціруем бензойну кислоту амілові або ізоамілового спирту (Яд!) у присутності концентрованої соляної кислоти, тому що в присутності сірчаної кислоти можливі побічні реакції.
Етілсаліцілат нагадує за запахом масло зеленого барвінку, з яким ми вже познайомилися раніше. Однак у нього менш різкий запах. Він застосовується для виготовлення парфумів з ароматом касії і духів типу "Шипр". Цей ефір ми отримаємо з етилового спирту і саліцилової кислоти при нагріванні з кухонною сіллю та сірчаної кислотою.
Пентілсаліцілат (амілсаліцілат) і ізопентілсаліцілат (ізоамілсаліцілат) мають сильний запах орхідей. Вони часто застосовуються для створення аромату конюшини, орхідей, камелій і гвоздики, а також фантазійних ароматів, особливо при отдушіваніі мила. У цих двох випадках ми теж проведемо етерифікації в присутності соляної кислоти.
Заслуговують також уваги бензілметанат (бензілформіат), бензілетанат (бензілацетат) і бензілбутанат (бензілбутірат). Всі ці ефіри утворюються з ароматичного бензилового спирту та відповідних карбонових кислот - метанової (мурашиної), етанової (оцтової) або бутанової (масляної).
Так як бензиловий спирт важко знайти у продажу, ми отримаємо його самі з продажного бензальдегіду, застосовуваного в парфумерії для створення аромату гіркого мигдалю.
На водяній бані при безперервному перемішуванні 30 хвилин будемо гріти 10 г бензальдегіду з концентрованим розчином їдкого калі. (Обережно, луг викликає на шкірі опіки!)
У результаті реакції утворюються бензиловий спирт і калієва сіль бензойної кислоти:
2С 6 Н 5-СНТ + КОН = З 6 Н 5 Соок + С 6 Н 5-СН 2-ОН
бензальдегід бензоат калію бензиловий спирт
Після охолодження додамо 30 мл води. При цьому бензоат калію розчиняється, а бензиловий спирт виділяється у вигляді масла, що утворює верхній шар. Відокремимо його в ділильній воронці і нагріємо в нашому простому приладі для етерифікації із зазначеними вище карбоновими кислотами при додаванні сірчаної кислоти та кухонної солі.
Отримані складні ефіри володіють сильним запахом жасмину і використовуються при виготовленні багатьох духів.
Виготовимо парфуми
Для створення провідного запаху знадобиться, перш за все, цитрусове масло, яке ми отримаємо з шкірки лимонів або апельсинів. Вона настільки багата ефірними маслами, що їх дуже легко виділити. Для цього достатньо механічно зруйнувати оболонку клітин, в яких міститься масло, і зібрати виділяються при цьому крапельки. З цією метою шкірку натремо на тертці, в протертому вигляді загорнемо в шматочок міцної матерії і ретельно вичавив. При цьому через тканину просочується каламутна рідина, що складається з води і крапельок масла.
Змішаємо приблизно 2 мл цієї рідини з 1 мл дистиляту, отриманого нами з мила. Останній містить вищі альдегіди жирного ряду і має освіжаючий запах, злегка нагадує запах воску.
Тепер нам знадобиться ще квітковий відтінок. Ми створимо його, додаючи до суміші 2-3 краплі Ландишева масла або синтезованих нами речовин - ізопентілсаліцілата (ізоамілсаліцілата) або терпінеол.
Краплинка (в буквальному сенсі) метилсаліцилату, кминної масла, а також невелика добавка ванільного цукру покращують аромат.
На закінчення розчинний цю суміш у 20 мл чистого (не денатурованого) спирту або в крайньому випадку в рівному обсязі горілки і наші парфуми будуть готові. Хоча вони мають приємний аромат, все ж навряд чи варто ними душитися, тому що їм важко конкурувати з фабричними духами.
Читач може спробувати самостійно підібрати склад інших духів, використовуючи описані вище і отримані ним запашні речовини.