精油是萃取自植物中的芳香物質,這些芳香物質就是多種具有揮發性的有機化合物的混合,在蒸餾過程中從植物原料中分離出來,濃縮成具有強烈香氣的油溶性物質。瞭解精油中各種成分的化學結構與特性,可以進一步釐清「為什麼玫瑰精油與玫瑰純露氣味不同?」、「為什麼檸檬的氣味屬於前調,而廣藿香屬於後調?」、「為什麼精油成分含有乙酸沉香酯時,也幾乎看得到沉香醇的成分?」
想聊解精油化學,必須先瞭解有機化學的基本概念,讓我們一步一步認識精油化學的世界吧!
有機化學Organic Chemistry
有機化學就是研究有機化合物的結構、性質、化學反應的學科。有機化合物的應用範圍很廣,包括醫學、化妝品、藥物、石化產業、食品…等,當然也包含精油相關領域。
有機化合物Organic Compound
什麼是有機化合物呢?早期有機化合物都來自有生命的動植物體中,但後來科學家可以利用人為的方式,將無機物質製造出有機物質,所以現今而言,有機化合物就是碳氫化合物及其衍生物的總稱。
- 早期:表示從有生命的動植物體中得到的物質。
- 現今:碳氫化合物及其衍生物的總稱。
有機化合物的組成元素
碳
有機化合物的主要組成元素為碳(元素符號為C),碳若要達成穩定的狀態(惰性氣體電子組態),需形成4個共價鍵(我們都會說: C有四隻手),而碳與碳之間能彼此鍵結形成鏈狀或環狀的化合物,例如:三個碳以鏈狀方式連接可以形成丙烷,若以環狀方式連接可形成環丙烷。
碳與碳之間也可以用單鍵(一隻手)、雙鍵(兩隻手)或參鍵(三隻手)進行結合,例如:兩個碳之間以單鍵連接可形成乙烷、以雙鍵連接可形成乙烯、以參鍵連接可形成乙炔。
氫、氧、氮
有機化合物中,除了碳元素外,其餘常見元素有氫(元素符號為H)、氧(元素符號為O)、氮(元素符號為N),若要達成穩定的狀態,氫需形成1個共價鍵(一隻手)、氧需形成2個共價鍵(兩隻手)、氮需形成3個共價鍵(三隻手)。碳與碳之間可以連接,碳與氫、氧、氮之間也可以連接,組合方式千變萬化,所以有機化合物的數量非常龐大!
概念應用-乙酸沉香酯
我們用這個概念來檢視一個常見於精油中的化合物—乙酸沉香酯(Linalyl acetate),乙酸沉香酯又稱為乙酸芳樟酯,存在於薰衣草、快樂鼠尾草、苦橙葉、佛手柑等精油中,能緩解緊繃的情緒以及壓力。乙酸沉香酯的結構如下,共有12個碳(C)、20個氫(H)、2個氧(O),它們就是依照C有四隻手、H有一隻手、O有兩隻手的方式進行結合。
但是更常見乙酸沉香酯的結構表示法是下圖,這種表示法稱為線角式(Line-angle formula)或鍵線式(Skeletal formula),是一種表示有機化合物結構常用的表示法。
詳細的線角式說明,請參考【精油化學-線角式。為什麼分子結構是彎曲的線?】,可以更了解這些彎彎曲曲的線段代表的意義,更能看懂精油中各成分的化學組成與特性喔!
參考資料:
1. L. G. WADG, JR. Organic Chemistry (fifth edition).
2. 山口悟(2023)。圖解諾貝爾化學獎的生活實用課:解析與生活零距離的劃時代研究。台灣東販。
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