Λεμονένιο

Το λεμονένιο (αγγλ. limonene) είναι υγρή οργανική χημική ένωση, ένας υδρογονάνθρακας που ανήκει στα κυκλικά μονοτερπένια και αποτελεί το κυριότερο συστατικό στο αιθέριο έλαιο που περιέχει ο φλοιός των περισσότερων καρπών εσπεριδοειδών. Πράγματι, το δεξιόστροφο ισομερές της ουσίας, που συναντάται και συχνότερα στη φύση, είναι η ουσία που δίνει την ευωδιά τους στα πορτοκάλια και χρησιμεύει ως αρωματική ουσία στη βιομηχανία τροφίμων και ποτών. Χρησιμοποιείται επίσης στη χημική σύνθεση ως πρόδρομη ένωση για την καρβόνη και ως διαλύτης σε προϊόντα καθαρισμού. Το λιγότερο συνηθισμένο στη φύση αριστερόστροφο ισομερές περιέχεται στα αιθέρια έλαια της μέντας μαζί με τη μενθόλη και έχει οσμή που πλησιάζει εκείνες του πεύκου και του τερεβινθέλαιου. Το λεμονένιο είναι ένα από τα κυριότερα πτητικά μονοτερπένια που ανιχνεύονται στο ρετσίνι των κωνοφόρων (ιδίως των πευκοειδών) και στο πορτοκαλέλαιο.

Η διεθνής ονομασία του λεμονενίου, limonene, προέρχεται από τη γαλλική λέξη για το λεμόνι (limon) και μπορεί να δημιουργήσει σύγχυση, καθώς η λέξη lemonene διεθνώς είναι μία από τις ονομασίες μιας άλλης χημικής ενώσεως, του διφαινυλίου.

Χημικές αντιδράσεις 
Το λεμονένιο είναι ένα σχετικώς σταθερό μονοτερπένιο και μπορεί να αποσταχθεί χωρίς να αποσυντεθεί, αν και σε υψηλές θερμοκρασίες πυρολύεται δημιουργώντας ισοπρένιο. Επίσης οξειδώνεται σε υγρό αέρα, δίνοντας καρβεόλη, καρβόνη και οξείδιο του λεμονενίου. Με θείο το λεμονένιο υφίσταται αφυδρογόνωση, μετατρεπόμενο σε p-κυμένιο.

Το λεμονένιο απαντάται στη φύση ως το δεξιόστροφο (D-) ή το αριστερόστροφο (R-) εναντιομερές, αλλά στους 300 °C δίνει ρακεμικό μίγμα ως διπεντένιο. Θερμαινόμενο με ανόργανα οξέα, το λεμονένιο ισομερίζεται προς το συζευγμένο διένιο, το α-τερπινένιο.

Είναι δυνατό να επαγάγουμε αντίδραση επιλεκτικώς στον έναν από τους δύο διπλούς δεσμούς της ενώσεως. Το άνυδρο υδροχλώριο αντιδρά επιλεκτικώς με τον εκτός του δακτυλίου δεσμό, ενώ η εποξείδωση με mCPBA επιδρά στον άλλο διπλό δεσμό.

Σε μια άλλη σύνθεση, η προσθήκη κατά Μαρκόβνικοφ τριφθοραιθανικού οξέος, ακολουθούμενη από υδρόλυση του προϊόντος, δίνει τερπινεόλη.

Βιολογική σύνθεση 
Στη φύση το λεμονένιο δημιουργείται από το πυροφωσφορικό γερανύλιο, με κυκλοποίηση μιας θετικής ρίζας νερυλίου ή του ισοδυνάμου της:

Το τελευταίο στάδιο περιλαμβάνει την απώλεια ενός πρωτονίου από το κατιόν, ώστε να σχηματισθεί το αλκένιο.

Η ευρύτερα πραγματοποιούμενη μετατροπή του λεμονενίου είναι σε καρβόνη. Η αντίδραση αυτή σε τρία στάδια αρχίζει με την προσθήκη μιας ομάδας NOCl στον έναν διπλό δεσμό. Το προϊόν μετατρέπεται κατόπιν σε οξίμη με την επίδραση μιας βάσεως, και τέλος με την αφαίρεση υδροξυλαμίνης δίνει την περιέχουσα την κετονική ομάδα καρβόνη.

Σε φυτά 
Το δεξιόστροφο (D-) λεμονένιο είναι κύριο συστατικό των αρωματικών ελαίων και ρητινών που διαθέτουν πολλά είδη κωνοφόρων και άλλων δέντρων: τα είδη σφενταμιού Acer rubrum και Acer saccharinum, είδη λεύκας (Populus angustifolia, Populus grandidentata, Populus tremuloides) το είδος Rhus glabra, είδη της ερυθρελάτης, είδη πεύκου (Pinus echinata, πεύκη η βαριά), ψευδελάτης (Pseudotsuga menziesii), λάρικας, ελάτης, Tsuga, κάνναβης (Cannabis sativa κ.ά.), κέδρου και διάφορα κυπαρισσοειδή, όπως η άρκευθος. Συνεισφέρει στη χαρκτηριστική μυρωδιά του φλοιού των καρπών εσπεριδοειδών (επειδή αποτελεί το κύριο συστατικό του πορτοκαλελαίου) του χυμού πορτοκαλιού και άλλων καρπών του γένους κίτρος.

Ασφάλεια
Το D-λεμονένιο μπορεί να προκαλέσει ερεθισμό όταν έρθει σε κάπως παρατεταμένη επαφή με το δέρμα, αλλά κατά τα άλλα εμφανίζεται να είναι ασφαλές για ανθρώπινες χρήσεις. Το λεμονένιο είναι πάντως τοξικό για τους υδροβιους οργανισμούς και είναι εύφλεκτο ως υγρό ή αέριο.

Χρήσεις
Το λεμονένιο χρησιμοποιείται ευρύτατα ως συμπλήρωμα διατροφής και ως συστατικό αρωματισμού για καλλυντικά. Ως η κυριότερη ουσία της οσμής της πορτοκαλόφλουδας, το D-λεμονένιο χρησιμεύει στη βιομηχανία τροφίμων, καθώς και σε ορισμένα φάρμακα ως βελτιωτικό γεύσεως. Επίσης ως άρωμα καθεαυτό στην αρωματοποιία, σε προϊόντα μπάνιου και άλλα προϊόντα προσωπικής φροντίδας. Το D-λεμονένιο βρίσκει εφαρμογή ως εντομοκτόνο φυτοπροστασίας, ενώ περιέχεται και στο οργανικό παρασιτοκτόνο «Avenger». Προστίθεται σε προϊόντα καθαρισμού για να προσδώσει ένα άρωμα λεμονιού ή πορτοκαλιού, αλλά και για την ικανότητά του να διαλύει έλαια.

Το λεμονένιο χρησιμοποιείται και γενικότερα ως διαλύτης για σκοπούς καθαρισμού, όπως την αφαίρεση κολλητικών ουσιών, ή ορυκτελαίων από μέρη μηχανών, καθώς παράγεται από μια ανανεώσιμη πηγή (το αιθέριο έλαιο των εσπεριδοειδών), ως παραπροϊόν της παρασκευής πορτοκαλάδας. Επίσης, για την αφαίρεση χρωστικών από επιφάνειες και ως ένα πιο ευχάριστο στη μυρωδιά υποκατάστατο για το νέφτι.

Μια νεότερη εφαρμογή του λεμονενίου είναι ως διαλύτη σε ένα είδος τριδιάστατης εκτυπώσεως. Τέτοιοι εκτυπωτές μπορούν να εκτυπώσουν μέρη της δομής από το πλαστικο εκλογής, εκτός από τα κατακόρυφα υποστηρίγματα και συνδετικά μέρη, που κατασκευάζονται από HIPS, ένα συμπολυμερές πολυστυρενίου που διαλύεται εύκολα στο λεμονένιο. Ως εύφλεκτο υγρό, το λεμονένιο έχει προταθεί ακόμα και ως βιοκαύσιμο.

Κατά την ετοιμασία ιστών για εξέταση στην ιστολογία/ιστοπαθολογία, το D-λεμονένιο χρησιμοποιείται συχνά ως ένα μη τοξικό υποκατάστατο του ξυλενίου στον καθαρισμό αφυδατωμένων δειγμάτων. Τα καθαριστικά αυτά είναι υγρά αναμίξιμα με αλκοόλες (όπως η αιθανόλη και η ισοπροπανόλη) και με τηγμένο κερί παραφίνης, ουσίες στις οποίες βαπτίζονται τα δείγματα προκειμένου να διευκολύνεται η κοπή τους σε λεπτές φέτες για να παρατηρηθούν με μικροσκόπιο.

Δείτε επίσης 
 Ρητίνη
 Αιθέριο έλαιο

Παραπομπές

Εξωτερικοί σύνδεσμοι 
 Φασματογράφημα μάζας του λεμονενίου

Μονοτερπένια
Κυκλοαλκένια
Εντομοκτόνα