Chemia Czy wiesz, że?

Chemia pachnie jak Twoje perfumy

Autor: Agata Kukwa

Od 2000 roku na rynku pojawiło się już ponad 5000 nowych perfum. Życie nowych zapachów jest dużo krótsze niż przed laty, ponieważ konsumenci ciągle pragną czegoś nowego. Większość zapachów w dzisiejszych czasach powstaje w laboratorium, gdzie pojedyncza cząsteczka staje się aromatyczną nutą zapachową.

Producenci perfum muszą zmagać się nie tylko z zachciankami klientów, ale również z czynnikami ekonomicznymi, ekologicznymi i zdrowotnymi. Po pierwsze synteza związku, który ma stanowić składnik perfum, nie może być nieopłacalna. Masowa produkcja związków powstających w wyniku kilkunastostopniowej reakcji chemicznej nie wchodzi w grę na duża skalę. Takie związki obecnie skreśla się z listy kandydatów na „zapach roku”, może za kilka lat wrócą do łask kiedy technologia produkcji lekko się rozwinie.

Wyprodukowane w przemyśle perfumeryjnym związki chemiczne objęte są takimi samymi prawami jak wszystkie inne. Obecnie najwięcej uwagi poświęca się pracom nad ich biodegradowalnością. Nie chcielibyśmy przecież, aby hektolitry produkowanych na świecie perfum stanowiły zagrożenie dla środowiska.

Ostatnią kwestią, która od kilku lat spędza sen z powiek wielu producentom jest zdrowie. Unia Europejska wygenerowała listę 26 związków, które mogą powodować niepożądane reakcje skórne. W chwili obecnej, perfumy zawierające którykolwiek z nich muszą mieć o tym wzmiankę na etykiecie. Konsumenci oczywiście nie chcą używać perfum, które mogą ich uczulać. Niestety producenci nie mogą po prostu usunąć z receptury poszczególnych składników, ponieważ zmieniłoby to diametralnie zapach produktu. Jedyne co mogą w tej chwili zrobić to znaleźć związki, które zastąpią niepożądanych poprzedników – i o dziwo robią to bardzo chętnie i jak dotąd dość skutecznie.

Chemicy tworzą wirtualne modele cząsteczek, których potencjalne właściwości zapachowe są wcześniej znane.

Idealne perfumy to takie, które mają swój niepowtarzalny charakter, ale ciężko osiągnąć ten efekt stosujące znane i „oklepane” mieszanki zapachów. Tutaj do akcji wkraczają chemicy. Opracowywanie nowych zapachów dalekie jest od wąchania pięknych, kolorowych flakoników i mieszania kropla po kropli pojedynczych składników. Większość pracy odbywa się przy użyciu kartki i długopisu lub komputera.

W ten sposób chemicy tworzą wirtualne modele cząsteczek, których potencjalne właściwości zapachowe są wcześniej znane. Wiadomo czego spodziewać się po danej strukturze, dlatego synteza jest tutaj ostatnim etapem. Czasami też wykorzystuje się znane już związki modyfikując układ wiązań, manipulując kształtem cząsteczki, długością łańcucha czy dodając lub odejmując pojedyncze grupy. W ten sposób powstają wariacje tradycyjnych aromatów.

Czasami zdarza się, że uwagę permuferów przykuwa poboczna nuta zapachowa pochodząca tak naprawdę z zanieczyszczeń danej substancji. Wtedy zadaniem chemików jest odnaleźć ten często śladowy związek. Spektroskopia Magnetycznego Rezonansu Jądrowego pomaga w takich przypadkach określić potencjalną strukturę cząsteczki oraz jej skład.

Phili Kraft wąchający związki rozdzielone techniką chromatografii gazowej

Technikę tę wykorzystano podczas tworzenia aromatu nazwanego Pomarose, który powstał podczas poszukiwań związków stanowiących 1% zanieczyszczenia w innej nucie. Chemiczna nazwa Pomarose brzmi (2E)-5,6,7-trimetylokta-2,5-dien-4-on. Związek ten został stworzony przez zespół Philipa Kraft’a. Jest bardzo dyfuzyjny dzięki czemu dodał charakterystycznej barwy takim perfumom jak Be Delicious for Men (DKNY), Unforgivable (Sean John – firma prowadzona przez amerykańskiego rapera P. Diddy) czy 1 Million od Paco Rabanne lub CK Fre (Alvin Klein).

Oprócz najnowszych, syntetycznych związków zapachowych mamy całą gamę takich, które powstały już kilkadziesiąt lat temu i ciągle stanowią bazę dla wielu perfum. Klasycznym wręcz przykładem jest jaśmin, a właściwie jego syntetyczna wersja. Hedione (metyl dihydrojasmonat) używany jest w większości czystych kompozycji zapachowych. Powstał już w latach 60. w szwajcarskiej firmie Firmenich. Po raz pierwszy użyto go w 1966 roku w Eu Sauvage Dior’a i stosuje się go do dziś.

Zapach Hedione jest o tyle ciekawy, że podczas syntezy powstają aż cztery różne stereoizomery, z których tylko jeden odpowiedzialny jest za tak pożądaną woń jaśminu. Dzisiaj próbuje się opracować proces syntezy, w którym produktem byłaby jak największa ilość najważniejszego izomeru.

Hedione

Hedione

Kultowym wręcz zapachem jest piżmo. W tym wypadku nikt nie ma raczej wątpliwości, że syntetyczne wersje tego związku są dużo bardziej korzystne. Piżmo to w naturze nic innego jak wydzielina z gruczołów znajdujących się wokół odbytu niektórych ssaków. Na potrzeby perfumeryjne pozyskiwano je głównie od piżmowcowatych. Substancja ta była bardzo pożądana, ponieważ utrwala inne substancje zapachowe nadając całej kompozycji niepowtarzalnego, drapieżnego aromatu. Każdy, kto wąchał perfumy na bazie piżma wie, że zapach ten jest niezwykle rozpoznawalny.

Syntetyczne piżma to ogromna grupa cząsteczek, z których wyróżnić możemy 4 główne grupy produkowane przemysłowo: nitro-piżma, piżma policykliczne, makrocykliczne i modne w ostatnim czasie piżma alicykliczne o zapachu świeżo wyprasowanego prania.

D-helvetolide - syntetyczne piżmo

Jak w przypadku piżma, syntetyczne perfumy pozwalają zastępować naturalne związki, które z jakiegoś powodu przestały być dla nas osiągalne. Olejek z sandałowca jest jednym z najdroższych, a tym samym najbardziej pożądanych surowców perfumeryjnym na świecie. W związku z nadmierną eksploatacją Międzynarodowa Unia Ochrony Przyrody i Jej Zasobów wpisała sandałowca do Czerwonej Księgi gatunków zagrożonych wyginięciem. Wtedy ceny olejku sandałowca poszybowały w górę i rosną do dziś. Około 10 lat temu za 1 kg tego surowca trzeba było zapłacić około 1000 dolarów, teraz już ponad 2000.

beta-santalol

Ratunkiem dla producentów perfum jest oczywiście chemia. Już od 20 lat znamy reakcję syntezy beta-santalolu, głównego składnika olejku sandałowego, który nadaje mu charakterystyczny zapach. Jednak jej 11 etapów nie pozwala na efektywną i ekonomicznie opłacalną masową produkcję przemysłową. Chemicy znaleźli wyjście z sytuacji i opracowali szereg substytutów olejku sandałowego, stanowiących pochodne substancji produkowanej z produktów ubocznych przemysłu papierniczego.

Natura jednak strzeże niektórych swoich tajemnic. Paczula wonna to roślina, która stanowi surowiec do produkcji olejku zwanego w przemyśle „patchouli oil”. Jego dodatek do perfum nie tylko utrwala inne zapachy, ale także dodaje świeżości całej kompozycji. Chemicy zajmujący się syntezą związków zapachowych mówią o patchouli oil „święty Graal syntezy organicznej”. Ten, kto znajdzie drogę do jego otrzymywania zyska nie tylko sławę, ale z pewnością pieniądze od firm perfumeryjnych, które z chęcią odkupią tę nieosiągalną dziś formułę.

Więcej informacji:
Davies, E. (2009) The sweet scent of success, Chemistry World, 6, 40-44.
Print Friendly

O autorze

Agata Kukwa

Absolwentka Wydziału Chemicznego Politechniki Gdańskiej. Magister technologii ochrony środowiska, inżynier ochrony i zarządzania środowiskiem. Obecnie doktorantka w Katedrze Informatyki Ekonomicznej na Wydziale Zarządzania Uniwersytetu Gdańskiego. Interesuje się nowymi technologiami oraz stymulowaniem działalności innowacyjnej w Polsce.

  • ola

    Pare uwag:
    -Firmenich jest szwajcarski, nie szwedzki;
    -regulacje Unii Europejskiej zabijaja i jeszcze zabija wiele starszych kompozycji, bowiem IFRA – instytucja zajmujaca sie opiniowaniem zwiazkow chemicznych uzywanych w perfumach – nie zna spoczynku. owszem, szuka sie substytutow dla substancji drazniacych, ale nie dla wszystkich sie znajduje, np do tej pory nie ma dobrego zamiennika dla mchu debowego, kumaryny i wielu innych. tragiczne jest to, ze producenci perfum, zamiast informowac na opakowaniu o potencjalnie uczulajacych skladnikach w recepturze, wola ja zmienic na „niegrozna”. to troche tak, jakby sklepy spozywcze zrezygnowaly ze sprzedazy sezamu czy orzeszkow ziemnych, bo przeciez istnieja ludzie na nie uczuleni. kiedy uznaje sie perfumy za dziela sztuki – a niektore niewatpliwie nimi sa – reformulacje mozna porownac do przemalowywania dziel malarstwa, w ktorych uzyto potencjalnie groznych farb z olowiem;
    -„Wiadomo czego spodziewać się po danej strukturze” – no wiec wlasnie nie wiadomo. cala trudnosc polega na tym, ze teoria rozpoznawania zapachow po strukturze czastek (zamek-klucz) nie daje dobrze przewidziec zapachu nowej czastki, i w ogole nie jest sczegolnie dobrze udowodniona. polecam zapoznac sie z postacia Luki Turina i jego teoria wibracji.

    przepraszam za brak polskich czcionek, nie dzialaja mi na tej stronie.

    • Olu, dziękuję za uwagi. Miałam nadzieje, że skorygujesz ewentualne niedociągnięcia w moim tekście, w końcu to Ty jesteś specjalistką w dziedzinie perfum :) ta Szwecja mi się wkradła przez nieuwagę.

      Co do przewidywania zapachu związków na podstawie struktury, to oczywiście, nie można w 100% określić, żę cząsteczka da taki zapach a nie inny. Wynika to choćby ze wpomnianej w tekście stereoizomerii. Można jednak zrobić pewne założenia, co do potencjalnych właściwości związku chemicznego na podstawie jego struktury i tym właśnie zajmują się chemicy od zapachów. Wiadomo, że nigdy nie będzie 100% pewności, a metody ich działania opierają się na wielokrotnych próbach i błędach zanim uzyskają oczekiwany efekt.