Физические свойства. Большинство монотерпеноидов при комнатной температуре находятся в жидком агрегатном состоянии

Большинство монотерпеноидов при комнатной температуре находятся в жидком агрегатном состоянии. Из углеводородов только камфен, имеющий температуру плавления t_пл=52,5 °С, является твердым веществом. Среди спиртов и оксосоединений кристаллические вещества встречаются чаще. Это ментол (t_пл=43 °С), α-терпинеол (t_пл=38-40 °С), борнеол (t_пл=208-209 °С), камфора (t_пл=178 °С) и некоторые другие.

Температура кипения монотерпеноидов лежит в пределах 150-230 °С. Наиболее легкокипящими являются углеводороды бициклической структуры. Так, α-пинен кипит при температуре 156 °С, а изомерный ему моноциклический лимонен и ациклический оцимен – при температуре 176-178 °С. Температуры кипения спиртов и оксосоединений чаще всего превышают 200 °С. Следует отметить, что при такой температуре многие органические соединения начинают разлагаться, поэтому при очистке монотерпеноидов методом дистилляции процесс ведут при пониженном давлении (под вакуумом), с тем чтобы уменьшить температуру кипения.

Более высокая температура кипения кислородсодержащих соединений по сравнению с углеводородами связана не только с большей молекулярной массой, но и с наличием в жидкости межмолекулярных водородных связей.

Водородными связями можно объяснить и различия в температурах кипения некоторых кислородсодержащих изомеров, например, линалоола, нерола, гераниола.

У третичного спирта линалоола образование водородных связей осложнено пространственными затруднениями (три алкильных радикала экранируют гидроксильную группу), и температура кипения этого спирта оказывается наименьшей (198 °С). Для первичных спиртов гераниола и нерола пространственные препятствия незначительны и их температуры кипения выше примерно на 30 °С. В то же время пространственные затруднения в некоторой степени проявляются у нерола. Нерол имеет Z-конфигурацию, и в его молекуле существует более высокая вероятность сближения концевых атомов углеводородного радикала с гидроксильной группой, что создает определенные препятствия образованию водородных связей с другой молекулой. У гераниола подобные помехи минимальны в любой конформации, и этот спирт имеет более высокую температуру кипения (230 против 226 °С у нерола).

В случае изомерных моно- и бициклических спиртов первичные спирты также отличаются более высокой температурой кипения по сравнению с вторичными и третичными.

Интересна близость температур плавления и кипения у камфоры (178 и 207 °С) и, особенно, у борнеола (209 и 214 °С). Это свидетельствует о прочности кристаллических решеток указанных веществ и об их способности к возгонке. Возгонку используют на практике для очистки камфоры и борнеола.

Относительная плотность монотерпеноидов меньше единицы; эти соединения легче воды. Наименьшую плотность имеют углеводороды (от 0,8 до 0,86). Кислородсодержащие производные тяжелее, их плотность лежит в пределах 0,86-0,98. Как правило, плотность изомерных терпеноидов возрастает при переходе от ациклических к моно- и бициклическим структурам.

Показатель преломления большинства рассмотренных соединений лежит в пределах 1,44-1,50. Показатель преломления возрастает с увеличением в молекуле числа двойных связей, сопряжений, циклов. Например, у цитронеллола (одна двойная связь) показатель преломления n_D²⁰ равен 1,456, у гераниола (две двойные связи) n_D²⁰=1,477, у карвеола (две двойные связи и цикл) n_D²⁰=1,496, у миртенола (одна двойная связь, два цикла) n_D²⁰=1,496.

Растворимость монотерпеноидов в воде незначительна и составляет доли процента. Наименьшей растворимостью обладают углеводороды. Поэтому при получении эфирных масел перегонкой с паром та часть масла, которая растворяется в воде, оказывается обогащенной кислородсодержащими соединениями.

Растворимость в спирте велика, но и здесь растворимость углеводородов существенно ниже.

Монотерпеноиды бесцветны, их молекулы не поглощают свет в видимой области (400-750 нм). Поглощение наблюдается в ультрафиолетовой части спектра за счет возбуждения р- и π-электронов. Ближе к видимой области поглощают соединения с сопряженными системами.

Под действием ультрафиолетового облучения наблюдается флуоресценция, что связано с возникновением метастабильных возбужденных состояний, способных терять энергию, испуская кванты света с большей, чем у поглощенного излучения, длиной волны, которая соответствует видимой области.