Mircene: proprietà, sintesi, reazioni, usi

Il mircene o β-mircene è un monoterpene costituito da una catena di otto atomi di carbonio e due doppi legami in posizione 1 e 6. Il mircene presenta inoltre un gruppo metilene in posizione 3 e un gruppo metilico nella posizione 7. Pertanto il suo nome I.U.P.A.C. è 7-metil-3-metilen-1,6-ottadiene e ha struttura

Proprietà del mircene

Si presenta come un  un liquido oleoso giallo paglierino con un odore gradevole. La sua fragranza è terrosa, fruttata e simile al chiodo di garofano ed è quindi usato come aromatizzante. È poco solubile in acqua ma è solubile in solventi organici come etanolo, cloroformio, etere etilico, acido acetico glaciale e benzene. È presente in alcune specie come:

• Mango
• Luppolo
• Cannabis
• Citronella
• Timo
• Verbena
• Alloro

A causa della sua struttura dienica altamente attiva che fornisce una chimica simile agli idrocarburi insaturi già noti da petrolio e gas e pertanto costituisce base chimica naturale nell’ambito della chimica sostenibile

Sintesi

Può essere sintetizzato attraverso la reazione dell’acetoacetato di etile con bromuro di isoprene e bromuro di geranile per dare β-chetoesteri che possono poi essere convertiti in mircene attraverso una reazione di Witting. Tuttavia, il metodo più comunemente usato prevede la pirolisi del β- pinene a temperature superiori a 500 °C.

La biosintesi nelle piante avviene grazie all’azione di enzimi appartenenti alla classe delle liasi sul geranil pirofosfato

Reazioni

Dalla decomposizione  si ottiene l’1,3-butadiene e i 4-metil, 1,3-pentadiene
Può dar luogo a reazioni di polimerizzazione che avvengono per via cationica, anionica o radicalica.
In presenza di ozono e successivamente di un ossidante comeCrO₃ e acido acetico glaciale dà luogo alla formazione di acido succinico.
Inoltre il mircene dà reazioni di Diels-Alder con svariati dienofili come l’ acroleina per dare derivati del cicloesene.

Elastomeri

La fonte limitata di combustibili fossili e la predominanza della chimica basata sul petrolio nella produzione di polimeri di base hanno generato un enorme interesse nel sostituire i polimeri basati su fonti fossili con controparti rinnovabili. Il campo degli elastomeri sostenibili è cresciuto negli ultimi  decenni e l’attenzione degli scienziati si è focalizzata sui terpeni.

Il mircene è uno dei terpenoidi più importanti non solo per la sua ampia disponibilità in natura, così come per la sintesi industriale mediante pirolisi del pinene, ma anche per la versatilità dei metodi di polimerizzazione del β -mircene senza modifiche preliminari.

Il β -mircene è stato finora polimerizzato con metodi radicalici, anionici, cationici e coordinativi. I polimirceni formati da questi metodi sono diversi in termini di topologia, lunghezza della catena e, cosa molto importante, anche in regioselettività. Quest’ultima proprietà descrive anche la microstruttura del polimero, che ha un effetto impattante sulle proprietà del prodotto risultante.

La polimerizzazione radicalica in n -butanolo, avviata dal perossido di idrogeno a circa 100 °C, porta al polimircene con una struttura 1,4 superiore al 75%  ma con prodotti secondari ramificati/reticolati a causa della reazione dei doppi legami rimanenti e dei radicali altamente reattivi.

La polimerizzazione radicalica, così come la polimerizzazione anionica,  ha dato luogo alla formazione di un materiale superidrofobico.  Per produrre polimircene è stata utilizzata anche la polimerizzazione in emulsione in presenza di un iniziatore come il persolfato di potassio o ammonio e perossido di terz -butile, rispettivamente a temperatura elevata (60–70 °C) e ambiente.

La vulcanizzazione del polimircene in cui si è utilizzato il persolfato quale iniziatore ha portato a materiali gommosi, con una densità di reticolazione di 2.50 ·10 ⁻⁴ mol/cm³, in cui la formazione dei legami polisolfuri è stata supportata dai difetti microstrutturali

Usi

È utilizzato per il suo aroma nei cosmetici e nei profumi.

Il termine  proviene dalla Myrcia sphaerocarpa, pianta originaria della regione amazzonica dove la radice era utilizzata nella medicina popolare che gli attribuisce proprietà:

• Antinfiammatorie
• Sedative
• Analgesiche
• Antibiotiche
• Antispasmodiche
• Antimutagene