Limoneen

Limoneen on süsivesinik, mis liigitub tsükliliste monoterpeenide alla. Limoneen on kiraalne orgaaniline aine ning looduses esineb enamasti D-isomeerina (teistes nomenklatuurides vastavalt (+)-limoneen ja R-limoneen). D-limoneen on looduses üks levinumaid monoterpeene: selle sisaldus on kõrge näiteks tsitruselistes. L-limoneeni sisaldus on seevastu kõrge sidrunheinas. Limoneeni nimetus tuleneb selle iseloomulikust lõhnast (itaalia k limone – sidrun).

Aine põhilised keemilised ja füüsikalised omadused 

 CAS number: D-isomeer 5989-27-5, L-isomeer 5989-54-8, D/L-isomeeride segu 138-86-3
 Nomenklatuurne nimetus (täpsustamata kiraalsust): 1-metüül-4-(prop-1-een-2-üül)tsükloheks-1-een
 Brutovalem: C10H16
 Molekulmass: 136,23 g/mol
 Agregaatolek normaaltingimustel: vedel (tihedus 0,8411 g/ml 20 °C juures)
 Keemistemperatuur: 178 °C (1 atm juures)
 Lahustuvus vees: 0,00138 g/100 ml (25 °C juures)
 Lahustuvus orgaanilistes lahustites: seguneb etanooli ja õlidega, vähesel määral lahustub glütseroolis

Andmete allikad:

Biosüntees taimedes ja reaktsioonivõimelisus 
Tsitruselistes ja köömnes on limoneeni sünteesi lähteaineks geranüüldifosfaat, mille tsükliseerimisel tekib limoneen. Reaktsiooni katalüüsib ensüüm limoneeni süntaas.

Õhu käes oksüdeerub limoneen kergesti ning tekib saaduste segu, millest üheks on aine karvoon. Karvoon on samuti monoterpeen, mida esineb looduslikult köömnetes (ladina k Carum carvi).

Kasutusalad ja ohutus 
Tänu selle meeldivale lõhnale ning võimele seguneda õlidega, kasutatakse limoneeni toiduainete tööstuses (põhiliselt maiustuste ja mittealkohoolsete jookide koostises). Samadel põhjustel kasutatakse limoneeni laialdaselt ka kosmeetikatoodetes ja parfüümides. Seejuures on raporteeritud, et teatud tarbijatel võivad tekkida limoneeni sisaldavate toodete suhtes allergilised nähud, mida on seostatud nii L-limoneeni kui D-/L-limoneeni oksüdeerumisel tekkivate saadustega.

Kuna limoneen on suhteliselt ohutu aine imetajate ja taimede jaoks, kuid on üsna toksiline mitmete putukate jaoks, on seda kasutatud ka keskkonnasõbralike pestitsiidide ja insektitsiidide koostises. Samas peetakse limoneeni akuutselt toksiliseks kaladele ja vesikirpudele (limoneeni kontsentratsioonidel, mis algavad väärtustest 0,25 kuni 0,73 mg/l).

Kasutamine keemiahariduslikes katsetes 
Mõningates haridusele ja teaduse populariseerimisele orienteeritud portaalides on levinud videod õhupalli purunemisest, kui eksperimentaator pritsib sellele apelsinikoorest pigistatud vedelikku. Antud katse põhineb limoneeni toimel kautšukile, millest õhupalle tehakse: limoneen kui hüdrofoobne aine lahustab loodusliku kautšuki ahelad lokaalselt üles ning rikub seega õhupalli seina terviklikkust. Vulkaniseeritud kautšukist (kummist) tehtud õhupallide puhul katse aga ei toimi, sest vulkaniseerimise käigus lisatud väävel ristsidestab ära polümeeri ahelad, tekitades püsivama struktuuri.

Müüdid 

1971. aastal ilmus ajakirjas Science artikkel, mille autorite väitel suudab inimese haistmismeel eristada limoneeni L- ja D-isomeere: L-isomeer lõhab väidetavalt nagu sidrun, D-isomeer seevastu nagu apelsin. Seda väidet on hiljem kasutatud näitena mitmetes õpikutes, artiklites jm väljaannetes (isegi 2001. aasta Nobeli preemia tutvustusmaterjalides). Näide muutus populaarseks, illustreerimaks enantiomeeride võimet tekitada erinevaid bioloogilisi vastuseid, kui toimub molekuli seostumine teise kiraalse molekuliga (antud juhul haistmisretseptoritega).

Hilisemad uuringud on aga näidanud, et inimese haistmismeel ei ole võimeline üheselt liigitama D- või L-limoneeni lõhna: kummagi isomeeri lõhna seostasid osad katsealused tsitruseliste aroomiga, kuid esines ka muid hinnanguid. 2021. aastal ajakirjas Journal of Chemical Education ilmunud artikli autorid on lisaks juhtinud tähelepanu, et individuaalne haistmisemotsioon võib sõltuda ka ühendi puhtusest. Näiteks looduses vähem leiduvat L-limoneeni toodetakse sünteetiliselt alfa-pineenist, mis looduslikult leidub nt mändide vahas (ingl k pine – mänd); seega on võimalik, et mõnede katsealuste poolt tuvastatud tärpentini-taoline L-limoneeni lõhn tuleneb hoopis reageerimata alfa-pineeni lisandist.

Viited 

Orgaanilised ühendid