Souvent odeur de molécule !
2005/04/01 Odriozola Agirre, Ibon Iturria: Elhuyar aldizkaria
L'odorat est sans aucun doute le sens le plus sensible et est spécial, car l'épithélium olfactif est formé par de simples terminaisons nerveuses. Cela ne se produit pas avec d'autres sensations (sauf la douleur), car normalement un capteur agit comme un amortisseur entre le monde extérieur et le système nerveux.
Grâce à l'odorat, le système nerveux est directement lié au monde extérieur. Fondamentalement, le cerveau est visible dans le nez, ce qui indique que l'odorat est le plus ancien et le plus primitif des sens. L'odorat est en outre très lié par la proximité physique de ses centres de traitement avec au moins une des parties les plus primitives du cerveau: le système limbique, le centre de contrôle des émotions. Cela peut expliquer le fort impact de l'odorat et parfois la cause de l'inconscient.
Dans les lignes suivantes, nous parlerons de la chimie de la sensation. Toutes les sensations sont, en définitive, chimiques, car toute l'activité neuronale de notre cerveau est basée sur le transport des molécules et des ions et sur les réactions auxquelles elles interviennent. Certains messages que les êtres vivants reçoivent du monde extérieur dépendent de la perception de certaines molécules qui agissent comme messagers. L'odorat est un exemple de chimie.
Ici, je ne veux pas expliquer la physiologie complexe de l'odorat, ni la relation entre la structure moléculaire et l'odorat. L'objectif de ce travail est d'analyser quels composés produisent des odeurs connues de tous.
Lorsque les molécules aromatiques s'évaporent dans l'air, elles atteignent la moelle de nos orifices nasaux et se dissolvent en elle. Ensuite, les nerfs olfactifs envoient des impulsions nerveuses au cerveau, ce qui provoque une sensation parfois positive et parfois négative.
Nous vivons entourés de molécules et nous ne devons pas craindre. Nous respirons, mangeons, buvons, sentons, excrétons ou habillons des molécules, et pourtant nous ne connaissons que quelques-uns. Certains sont très complexes structurellement et d'autres très simples, mais leur influence sur les êtres n'est pas du tout liée à la complexité de la structure.
Une molécule
Toute la matière du monde, qu’il s’agisse d’un morceau de roche, d’un arbre, d’un poulet ou d’une Rolex, est composée d’un tissu de substances simples appelées éléments chimiques. Parmi eux se trouvent l'hydrogène, le carbone, l'oxygène ou le cuivre.
La plus petite partie d'un élément possible est l'atome (du grec, atomes, incortable). Une partie d'un élément pur, comme un morceau d'or, est juste un ensemble d'atomes. Les atomes sont très petits. Le diamètre d'un atome de carbone est de 0,00000000015 mètres (1,5 x 10 -10 m), donc une ligne de carbone de 1,5 cm de longueur approximative est: ) est d'une centaine de millions d'atomes de calcaire du bord au bord, et d'un million d'atomes ou indirects. Dans la plus petite poussière que nous pouvons voir, il y a plus d'atomes dans notre galaxie que d'étoiles.
De nombreux composés sont constitués de molécules. La molécule est une combinaison spécifique de deux ou plusieurs atomes qui se lient dans une disposition géométrique déterminée. Bien que dans la nature il y ait plus de cent atomes, toutes les molécules décrites ci-dessous sont des combinaisons allant jusqu'à cinq atomes d'hydrogène, de carbone, d'azote, d'oxygène et de soufre. Voyons maintenant l'aspect des molécules qui nous introduisent dans nos narines et qui nous donnent des sensations.
Bonnes odeurs...
Une odeur peut produire des souvenirs, parfois positifs et parfois négatifs. Beaucoup de gens ont des souvenirs de leur enfance, par exemple en sentant le phénol (C 6 H 6 O), “parce qu'il sent les peintures à l'usage scolaire.”
Quand on parle d'odeurs agréables, les parfums nous viennent souvent à la tête. En fait, les parfums sont fabriqués pour cela, pour fasciner les gens avec le plaisir de l'odorat.
2-Le métatardif (C 12 H 24 O) est la molécule principale du parfum Channel N 5, présenté par Coco Channel en 1921. Avec ce parfum, l'industrie du parfum a commencé à utiliser pour la première fois des composés synthétiques pour que les parfums atteignent le monde entier.
Les chimistes dédiés à la parfumerie utilisent un langage unique pour décrire leurs réalisations: "Paco Rabanne pour home naît pour rappeler une promenade d'été avec de l'air frais dans les collines de la Provence; des odeurs herbacées, du romarin et du thym; et une fraîcheur brillante se mêlant au froid vent marin et à l'air chaud des Alpes. Pour obtenir l'effet nécessaire, le parfumeur a mélangé les huiles d'herbe avec des touches de bois et l'arôme chimique du diméthylheptanol, de sorte que sa fraîcheur pénétrante mais indéfinissable rappelle l'air extérieur ou le lin nouvellement lavé ». (J. Ayres, Chemistry and Industry , 1988, 579).
La teneur en parfum des parfums est réduite à 5-10%, tandis que le reste est généralement un mélange d'éthanol/eau (90:10). Ainsi, dans l'industrie du parfum, il faut beaucoup d'éthanol et, comme on peut le penser, pas tant de composés aromatiques. La production annuelle de différents parfums importants, comme celle du jasmin, est généralement de 10 000 tonnes. Et les ingrédients purs pour la parfumerie comme Cis -Jasmona (C 11 H 16O, composant principal du jasmin) coûtent des centaines d'euros par gramme.
Damaszenona (C 13 H 18 O) est la principale responsable de l'odeur de rose. Cependant, si nous ouvrons la bouteille et mettons le nez, nous porterons un désenchantement dur, car il a une odeur semblable au camforra ou la térébenthine. Mais le lendemain matin, nous et les vêtements qui nous habillaient donneront une odeur de rose qui se développe avec dilution.
Dans les huiles végétales essentielles abondent les composés aromatiques de la famille des terpènes, qui provoquent presque tous des sensations agréables comme le camphre (C 10 H 16 O), le menthol (C 10 H 20 O) et le géraniole (C 10 H 18 O). Les deux premiers, bien connus, sont utilisés dans les produits Reflex ou Vicks VapoRub, générant généralement une agréable sensation de fraîcheur. La seconde, comme on peut le déduire du nom, se trouve dans le géranium et participe à son odeur.
...et mauvaises odeurs
Notre odeur de sueur est due en grande partie à des acides carboxyliques à chaîne courte et moyenne (composés avec groupe COOH).
L'acide formé par quatre atomes de carbone, CH 3 (CH 2 ) 2 COOH, est le principal responsable de l'odeur de beurre miné et est connu comme acide butyrique ( butirum , latin, beurre). Ce composé est très commun dans le vomissement et la sueur des pieds. Nous ne nous trompons pas à l'odeur de sueur des pieds quand nous l'appelons odeur de fromage, car dans certains fromages à forte odeur il y a le même composé. Selon une étude américaine, la perception de l'odeur de ce composé varie beaucoup selon le contexte. Normalement, l'odeur du butyrique provoque une réaction désagréable chez les gens, mais si on leur dit qu'ils pensent à la nourriture, l'odeur devient plus agréable.
Les acides caprylique, caprylique et caprin ont respectivement 6, 8 et 10 atomes de carbone et sont des liquides huileux avec une odeur de chèvre (caper, latin, chèvre). En plus des chèvres, les gens sécrètent ces composés (les uns plus que les autres) et font partie de l'odeur de notre aisselle. Les chiens peuvent connaître l'odeur de sueur de leur propriétaire pour son contenu en acide carboxylique.
Les hommes et les femmes dépensent chaque année de grandes quantités d'argent dans des savons, des gels et des déodorants qui évitent ces odeurs, car l'odeur de chèvre est antiesthétique et antisociale pour nous. Il est curieux que les mêmes composés malodorants dépensent encore plus pour se reproduire dans notre corps, puisque l'acide caprolique, caprylique et caprylique se trouvent dans la plupart des parfums et huiles essentielles.
L'ammoniac, NH 3, est un gaz épicé incolore et inflammable dans des conditions normales. Très soluble dans l'eau, elle influence son odeur car elle se dissout facilement dans la muqueuse aqueuse qui couvre l'épithélium olfactif nasal. L'odeur de l'eau serait probablement aussi épicée que l'ammoniac si nos organes des sens n'étaient pas aussi habitués à lui.
Le Camembert ou Brie humide également sentent l'ammoniac, gaz qui se forme comme les protéines azotées se décomposent. Nous devons remercier les microbes de l'odeur qui existe habituellement dans les cantons des rues de nos villages le dimanche matin, car avec leur travail, l'urée que les gens ont laissé là la veille avec la meilleure volonté, à savoir, la principale composante de l'urine, devient ammoniac.
L'odeur de viande pourrie nous rappelle les amines, dérivés organiques de l'ammoniac. Les amines conservent la granularité de l'ammoniac, mais souvent d'une manière plus transformée et inagréable. Dans le cas de la putrescina (C 4 H 12 N 2) et la cadabine (C 5 H 14 N 2), le nom lui-même nous donne une idée assez claire de son odeur. En plus d'être les principaux responsables de l'odeur de viande pourrie, ils participent à une moindre proportion dans les odeurs de sperme et d'urine ainsi que dans la respiration.
La prochaine fois que nous sentons du poisson pourri, nous devrions penser à la triméthylamine, la molécule que nous aurons à l'intérieur du nez. Ce composé est issu de la dégradation enzymatique des protéines de poisson. Les chiens de la maison ont également parfois l'odeur de poisson, car ils peuvent se détacher de cette amine. La maladie appelée triméthylaminurea, plus fréquente chez les femmes que chez les hommes, est due à une enzyme défectueuse qui provoque la dégradation des protéines et qui sécrète ce composé d'odeur de poisson dans la sueur.
À la vue de tous ces exemples, il semble que nous sachions bien quelles molécules produisent le signal qui atteint notre cerveau chaque fois que nous sentons une fleur ou un café frais. Maintenant, malheureusement, nous sommes encore loin de comprendre ce qui se passe dans notre esprit, comment nos émotions répondent ou en quoi consiste notre plaisir, même si les progrès de la science deviennent de plus en plus excitants.
Soufre, roi des mauvaises odeurs
Quant aux mauvaises odeurs, beaucoup de dérivés du soufre ne sont pas en retard. Par exemple, l'odeur du spray qui sécrète le mofet est un mélange de deux tioles, les dérivés de soufre avec groupe SH.
Mais, apparemment, le pire de toutes les odeurs est ce qui a provoqué l'évacuation de la ville de Freiburg en 1889, selon les présents. Lors de la réalisation d'un essai d'obtention de tyoacétone par le cracking de la tritioacétone, une "odeur offensive qui s'est rapidement répandue dans une grande partie du village" a provoqué des étourdissements, des vomissements et l'évacuation au charbon. Bien sûr, les travaux de laboratoire ont été suspendus.
Les travailleurs d'un laboratoire de recherche Esso, peut-être avec un grand courage, répètent la même expérience au sud d'Oxford en 1967. Même si le bouchon d'une bouteille de déchets a accidentellement sauté et fermé immédiatement, il ne s'est pas écoulé longtemps jusqu'à ce que les membres qui travaillaient dans l'autre bâtiment, situé à environ deux cents mètres, se plaignaient de l'abri et de l'inconfort.
Seul un de ces deux composés semble être responsable de cette odeur insupportable: propanoditiola ou 4-méthyl-4-sulfanilpentan-2-ona. Il faudra sûrement beaucoup de temps jusqu'à ce que quelqu'un ait le courage de résoudre ce débat.
Le sulfure d'hydrogène, H 2 S, peut être considéré comme un soufre analogue à l'eau. Dans le centre a un atome de soufre plutôt que de l'oxygène. Cependant, ce simple remplacement comporte des différences notables, ne le pensez pas.
Le sulfure d'hydrogène est un gaz toxique aux odeurs irritantes. L'odeur caractéristique des œufs pourris est due à lui et, dans une moindre concentration, à l'agréable odeur des œufs fraîchement cuits.
Celui qui a déjà mangé Aza saura (lui et les autres) que l'odeur du sulfure d'hydrogène n'est pas une plaisanterie. Les feuilles de chou sont riches en acides aminés avec du soufre, et lorsqu'elles sont décomposées par des bactéries du gros intestin, le gaz H2S est relâché, entre autres. Cela, bien sûr, sort par derrière.
Les odeurs gênantes ont leurs usages. Des dérivés de soufre comme le ter-butiltiol (CH3)3CSH sont ajoutés au gaz qui arrive dans nos foyers à travers le tube, car le gaz lui-même n'a pas d'odeur, sinon nous ne pourrions pas détecter les fuites de gaz. Par faible concentration, on entend qu'il est vraiment faible ; les êtres humains peuvent détecter une partie de 50.000.000.000 de gaz naturels.
Cependant, ne pensez pas que tous les dérivés de soufre ont des odeurs dégoûtantes. Pour déshonorer l'honneur de ces composés, il faut mentionner l'odeur précieuse de la truffe que les porcs peuvent trouver sous le sol à un mètre de profondeur, qui par son excellente odeur et le goût est vendu plus cher que l'or. L'odeur agréable du café frais est également due à un dérivé de soufre, 2-furilmetanotiol (C 5 H 6 OS).
En savoir plus
- Atkins, P. Atkins' Molecules Cambridge University Press Cambridge, UK. 2003. Clayden, J., N. Greeves, Warren S. and Wothers, P. Organic Chemistry Oxford University Press, Oxford, UK. 2001. Meierhenrich, U. J. Golebiowski, J., Fernández, X., and Cabrol-Bass, D. Angew Chem. Int. Ed. 43, 6410-6412. 2004 Chemical Engineering News October 11, 11. 2004 2004/2004
