Sloučeniny, které člověk cítí s psí citlivostí

Avatar od ModestMourek, 17. srpna 2019

Vycvičený pes domácí (Canis lupus f. familiaris) zachytí v 1 000 000 000 dílech vzduchu 0,002 dílu pentyl-acetátu[1] vonícího po banánech, čímž se vyrovná nejmodernějším přístrojům zkonstruovaným člověkem. Vedle něj by se mohl lidský čich zdát nanicovatým, existují ovšem sloučeniny, které člověk cítí v podobně vysokém zředění. Jsou to ty nejintenzivněji vonící nebo zapáchající sloučeniny na světě.

Nejnižší koncentrace sloučeniny, kterou lze čichem zachytit, se nazývá čichová mez detekce a vyjadřuje se počtem dílů detekované sloučeniny na počet dílů prostředí, přičemž 1 díl sloučeniny na 1 000 000 000 000 dílů prostředí se označuje zkratkou ppt (angl. parts per trillion). Vrátíme-li se k úvodnímu příkladu: pes domácí má pro pentyl-acetát ve vzduchu čichovou mez detekce 2 ppt. Hodnotu čichové meze detekce ovlivňuje kromě struktury sloučeniny a její molekulové hmotnosti také prostředí, v němž se sloučenina nachází. Jelikož mechanismus čichového vnímání není dosud přesně znám, lze čichovou mez detekce zjistit pouze experimentem.

Pro následující sloučeniny vykazuje člověk čichovou mez detekce menší nebo rovnou 20 ppt.

(Z)-8-tetradekenal voní svěže po pomerančové kůře a dužině, přičemž jeho čichová mez detekce ve vodném roztoku činí 9 ppt. Používá se pro zesílení vůně pomerančového oleje.[3]

Iso E Super Plus je s čichovou mezí detekce 4 ppt (5 pg/L) hlavní vonnou složkou materiálu Iso E Super a zároveň nejintenzivněji vonící sloučeninou, která byla dosud připravena. Vzniká jako vedlejší produkt při výrobě Iso E Super v množství 3–4 %, jelikož však hlavní složka Iso E Super má čichovou mez detekce stotisíckrát vyšší, za typickou dřevito-ambrovou vůni materiál vděčí sloučenině Iso E Super Plus. Úpravou výrobního postupu se podařilo zvýšit její zastoupení v Iso E Super na 8–9 %, nicméně snaha o přímou průmyslovou výrobu byla zatím neúspěšná.[4]

tert-Butylthiol slouží k odorizaci zemního plynu, který je sám o sobě bez zápachu. Díky odorizaci je možné čichem zachytit koncentraci zemního plynu ve vzduchu vyšší než 1 %. Jelikož se čichová mez detekce tert-butylthiolu v zemním plynu pohybuje kolem 20 ppt[5], postačuje k odorizaci stopové množství. Jeho typický zápach zná asi každý, kdo někdy používal plynový sporák.

Skatol vykazuje při koncentraci kolem 1 % intenzivní dlouhotrvající fekálně živočišný zápach, zatímco při řádově nižších koncentracích voní příjemně po přezrálém ovoci. Tomu odpovídá i jeho výskyt v přírodě: nachází se jak v savčích fekáliích, tak v jasmínových květech. V parfémech se používá jako fixativum, jako součást syntetických cibetových bází nebo jako složka doplňující výslednou kompozici o tóny vadnoucích květin a lesní půdy.[6] Přestože je používané množství pouze stopové, stále je milionkrát vyšší než čichová mez detekce skatolu ve vzduchu, která má hodnotu 5,6 ppt.[7]

Zatím jsme poznali intenzivně vonící a zapáchající sloučeniny, s kterými se lze poměrně snadno setkat, ovšem na pomyslný trůn nejintenzivněji zapáchající sloučeniny si dělá nárok látka, které se i organičtí chemici raději vyhýbají. Její čichová mez detekce nebyla nikdy stanovena a nikdo se do jejího očichávání po předchozích zkušenostech nehrne. Řeč je o aceton-gem-dithiolu, který vzniká jako vedlejší produkt při přípravě trithioacetonu z acetonu. Poprvé se o přípravu trithioacetonu pokusili roku 1889 němečtí chemikové z Freiburgu s následujícím výsledkem:

Když […] byl produkt reakce 100 gramů acetonu, sirovodíku a koncentrované kyseliny chlorovodíkové destilován s vodní parou a následně opatrně chlazen, rozšířil se v krátké době zápach až do tři čtvrtě kilometru vzdálených částí města a obyvatelé ulic přilehlých k laboratoři si stěžovali na mdloby, nevolnost a zvracení.[8]

Tato zkušenost nicméně neodradila britské chemiky z Abingdonu od zopakování přípravy v 60. letech 20. století. Zde je jejich pozorování:

Během prvotních experimentů odskočila zátka na lahvi s [reakčními] zbytky, a přestože byla ihned vrácena na místo, kolegové v budově vzdálené 200 yardů si stěžovali na nevolnost a nutkání ke zvracení. […] Zápach nicméně nerespektoval očekávaný zřeďovací efekt, neboť pracovníkům v laboratoři se nezdál nesnesitelným […] a rozhodně [za něj] odmítali odpovědnost. […] Aby se přesvědčili, byli spolu s dalšími pozorovateli rozmístěni kolem laboratoře ve vzdálenosti čtvrt míle a do digestoře v laboratoři bylo položeno hodinové sklo s jednou kapkou aceton-gem-dithiolu nebo matečného roztoku z krystalizace trithioacetonu. Ve směru po větru byl zápach zaznamenán během několika sekund.[9]

Uvedené příklady dokládají, že lidský čich se v některých případech citlivostí vyrovná psímu. Je sice možné, že psi cítí popsané sloučeniny ještě v nižších koncentracích než lidé, experimentálního ověření se však zřejmě nikdy nedočkáme, jelikož výcvik psů je cílen na odlišné sloučeniny. Mezi těch několik málo sloučenin, jejichž čichové meze detekce jsou známy jak u psů, tak u lidí, a je proto možné je využít pro přímé srovnání, patří například cyklohexanon. V jeho detekci psi nad lidmi vyhrávají pouze o necelý řád.

––––––––––––––––––––––––––

[1] D. B. Walker et al.: Naturalistic quantification of canine olfactory sensitivity. Applied Animal Behaviour Science, 2006, 97, 241–254.

[2] S. Widder et al.: 8-Tetradecenal as fragrance and flavoring substance. WO03/006591.

[3] P. Kraft: Spirocycles from vetiver to patchouli and Georgywood. Chemistry and Biodiversity, 2008, 5, 970–999.

[4] J. Clayden, N. Greeves, S. Warren: Organic chemistry, 2nd edition, 2012, p. 4.

[5] Pell Wall: Skatole 1%, URL: https://pellwall.com/product/skatole-1/.

[6] Y. Nagata: Measurement of odor threshold by triangle odor bag method. Bulletin of Japan Environmental Sanitation Center, 1990, 17, 118–127.

[7] J. Voss: History of nineteenth-century organosulfur chemistry. Journal of Sulfur Chemistry, 2009, 30, 167–207.

[8] D. Lowe: Things I won’t work with: thioacetone, URL: http://blogs.sciencemag.org/pipeline/archives/2009/06/11/things_i_wont_work_with_thioacetone.

Zdroj fotky.

Komentáře k článku (7)
alibi
alibi (10.9.2019 )

skvělý článek, fascinující informace, díky

ModestMourek
ModestMourek (20.8.2019 )

Díky. Jsem rád, že vás článek zaujal.

viktorka_od splavu
viktorka_od splavu (20.8.2019 )

to je skvělý, děkuju!

Fleur
Fleur (19.8.2019 )

Díky za zajímavé informace! Nedávno jsem četla, že pes má průměrně až kolem 200 mil. čichových neuronů, zatímco člověk jich má jen 5 mil.; v létě v MHD jsem za tento nepoměr a limitovanou čichovou mez detekce vděčná.

blackviolet
blackviolet (19.8.2019 )

Tak tohle je pro mě úplně nové a opravdu zajímavé, díky za článek.

barbucha
barbucha (19.8.2019 )

Banány v parfémech nemusím, pročež - pokud je obsahují - detekuju je stejně rychle jako ten pes :-)) To je ovšem obecný problém a zásadní otázka: proč cítíme hlavně něco, co nám vadí, mezi desítkami jinak příjemných složek?

slniecko
slniecko (18.8.2019 )

Banány. Prenasledujú ma. Mám práve rozčítaného Ellenu, kde píše o vôni banánu, do toho vyšla banánová vôňa, ktorú poskladala jeho dcéra a tu máme zase banán. Zdá sa, že ho musím lepšie preskúmať.
Inak, ako som pri tom Ellenovi, tak on píše, že nerozlišuje medzi príjemnými a nepríjemnými zložkami, len čo robia ako súčasť celku. Tak by ma zaujímalo, ako by si poradil tu. L´Eau de sporák by bola celkom výzva:).
Ale vážne - skvelý článok a ďakujem za spústu (pre mňa) nových informácií!