basic chemistry for aromatherapy 基础芳香疗法化学 - 1 精油化学 ....doc

Basic Chemistry for Aromatherapy基础芳香疗法化学-1- - 1 - -精油化学 Chemistry of Essential oil读完本章节，您将学 会： 基础化学知识 植物光合作用和精油分子的关系 精油成分化学 精油成分分析技术- - 2 - -一、一、 简简 介介为了了解芳香精油的治疗特性及其潜在危害性，一个合格的芳香疗法治疗师需要具备基础化学知识因此，在此我们从最基础的化学知识讲起，再延伸到植物是如何产生精油分子，最後是精油中各种化学成分的介绍以及精油萃取的化学工艺多看多学，待确实消化吸收后，仍有疑问可以查看参考书目或是提出谘询本章节目的是建立起基本科学基础，以及辨识精油的作用行为精油包含了广大化学成分系列但是，直至最近，精油化学仍极少被关注，许多精油的医疗知识仍是数百年前流传下来的奇闻轶事然而，对于治疗医学而言，科学性检视给予了需求日益重要的科学充足支持作用很明显的一点，就是相当多的民众已经知晓草药学的效用 ， 而且有很多受惠显着的医疗实例 与使用现代药物的经验相比较，人类使用草药疗法并且也承认其可敬畏之处，可是在茫茫人海当中，我们却无法发现欲证实药草功效的医学和科学之建立需求 。

虽然如此 ， 我们仍相信普受欢迎的草药疗法是经得起现今世代的探索 同样地，我们也相信芳香疗法可以在化学的基础上站得住脚，因为精油化学的知识及了解给予了芳香疗法一个科学可信性化学是一种广为各个专家内行所理解的语言，因此我们必须学习一些基础且相关的科学知识，如此可以 帮助我们和其他专家进行交流这样可在我们的专业领域中，依次提升我们的自信心和可信度此外，一些基本词汇也能帮助我们评价鉴定任何于我们专业领域中的研究发表最后，假如我们没有试着尝试去接受这样的科学，那我们也没办法顺利地达到成功的彼岸，因为现代芳香疗法的先驱者，从加德佛塞 (Gattefosse)和瓦耐(Valnet)到莫瑞(Maury)，全都领会到了其中的重要性在开始学习芳香化学之前，很多学员对于需要学习到什么程度感到疑惑，甚至被诸多的化学成份分类搞得头昏脑胀，实际上，我们并不需要把每一个精油的化学成分都死背下来，只需要知道它大概隶属于哪个化学大类就可， 当然我们必须清楚了解每个化学大类的主要功效及性质 我之所以说 “大概 ” ， 这是因为很多精油的化学成分横跨了几个不同的大类，你很难去界定某种精油到底属于哪个大类，可能醇类或醛类占有的部分较多，精油表现出来的性质会比较接近醇类或醛类的特性，也有可能某一少量成分大大影响了精油的效果，一般以造就精油主要性质的化学大类为其归属。

但请注意一点，精油的功效是来自整体成分的贡献，不是单一一种成份所造- - 3 - -成的结果，经过课程学习并消化，以及经验传授，这时你就会知道它的功能广泛，并且有多重的性格，是属于具有彼此平衡效果的精油精油相关的化学主要是描述形成精油的分子类型和这些分子的行为模式从影响身体方面而论，这些分子群类似于一种信息传递者 当开始发送讯息时 ， 它们直接地或间接地和人类细胞组织系统的基础分子， 以刺激或是影响的方式进行交流首先，我们会看到精油分子是如何建构而成，之后再以生物活性的观点了解精油分子是如何运作我们亦可用此种方式解释许多芳香疗法师在实际情况中发现的效果作用和许多已知的精油特性在此，我们先讨论物质是由什么所形成的？下段的叙述里会涉及到比较多抽象的概念，只要把大略重点攫住和熟练相关知识就足以应付之后的内容有兴趣的学员想要深究其中道理，可参考科普读物或是参考书目在物理世界中，原子(atom)是构成所有物质的基本单元，同时也是参与化学反应的最小粒子，例如，碳原子 (Carbon, C) 、氢原子(Hydrogen, H)、 氧原子(Oxygen, O)、 氮原子(Nitrogen, N)和硫原子(Sulphur, S)等。

虽然，只有差不多一百种不同种类的院子，但是，它们 2 彼此可以籍由“键”(bond)连接在一起而形成无数不同的物质在原子的中心(或称为核)内有 「一个」或「多个」质子(proton，正电荷粒子)和 「无」或者「多个」的中子(neutron，不带电粒子)在核的周围有电子(electron)或是带负电的粒子，以层状或是轨道的形态存在，如图 1中子不带电，质子带正电而电子带负电电子数和质子数皆为相等，因此，原子表现出来的是电中性状态，也就是电荷为零的情况原子的重量是集中在核中心，也就是质子数和中子数的总和有一些原子，比如氢原子，仅有一个电子和一层轨道其他多电子的原子，会在核周围建构更多的轨道原子很少单独存在，为了得到最大电子数的外层轨道，它们有一种喜欢连接在一起的自然趋势电子电子质子（深色区）中子(浅色区)图 1：原子结构图- - 4 - ->两性(amphoteric)是一个科学名词，用于一化合物可表现出酸性或是碱性物质的特 质它用于草药医学和芳香疗法，表明一个物质明显地表现出相反的行为，即视个人状况，改善过弱或是过强功能的症状，因为其具有中和及协调的作用一个原子的化学徽是其电子结构而此电子结构可决定和其它源自产生何种键结和几个键原子结。

在这 115 个尽为人知的的元素或是原子(仍然持续在探索)之中，仅有少数可于精油分子成分中发现且达到一种显着的程度，氧原子、氢原子、碳原子、氮原子、硫原子和钾原子(Potassium，K)前三个原子(O，H， C)在精油分子成分中是最常见的，而当中就属碳原子最为重要，碳是一个相当特殊的原子碳原子总共有六个电子，其中两个电子位于第一层轨道，剩余四个电子在第二层轨道四个共价电子位于最多可接受八个电子的轨道碳原子有些微的接受或是失去电子形成离子键的倾向碳原子为了填满轨道电子空缺，会和其他原子共享电子，因此碳原子就如扮演着一个交差点，可向四面分支出去，如图2碳原子独特电子的结构，拥有连接其他原子的能力简单地说，碳原子可和其他原子产生键结或是连接形成看似不断的长链，分支链，环状，多环状，或是链状和环状的组合等结构碳原子具有一些特殊的性质它是我们的身体和围绕着我们的大自然世界之基础，亦是所有无数多样化种类物质的殿基碳原子可构成如数众多化合物的能力，归因于以下几点：碳原子有六个电子，其中两个电子位于第一层轨道，剩馀四个电子在下一层轨道，此第二层轨道可容纳八个电子因此，碳原子的价数为4，可藉由许多不同的方式去补足而形成各式各样的原子组合排列。

其键结数多于氧原子和氢原子碳原子可以彼此连接成有机分子骨架，也可构成链状或是环状结构链状结构可以是简单短链或者是复杂长链其他原子和分子也可以和碳链连接，形成碳主链的支链这种情况衍伸出构成变化多端的化合物种类的可能碳原子也能和其他原子形成稳定键结，包含氢原子，氧原子，氮原子，卤素原子和硫原子碳原子不仅可以形成单键，也可以形成双键或是叁键碳原子的双键和叁键较单键来的强 ，但也容易被其他原子攻击，特别是氧原子 - 5 - -> 碳原子是动物及植物化学的基础，所以，我们的身体和精油一般都有碳原子的存在 这生物相容性有助于解释精油的医疗效果分子是由两个或两个以上的原子共享电子所形成的，是纯物质的最小单位，同时也具有该物质之组成和化学性质非金属元素籍由彼此共享电子而结合在一起原子的较外层轨道重叠，称之为共价键，如下图所示之甲烷分子氢氢 碳氢氢图 2：甲烷(CH4)分子结构图精油分子是用共价键(covalent bonding)接连在一起的若是共享一对电子对，则称为单键(single bond)共享两两对电子对，则称为双键(double bond)，三对则为叁键(triple bond)。

在键结中有不同程度的电子共享情形假若碳原子和某原子键结，如氢原子，在键结中电子共享方面而言，这是属于电荷平衡的键结；然而，若碳原子和氧原子鍵結，則产生的是一种非电荷平衡状态的键结在键结中，我们可以发现电子平均都较靠近氧原子，比较喜欢和氧原子在一起这种偏向造成了氧原子端堆积了部分的负电荷，因而碳原子端相对于氧原子端呈现部分正电荷的情形因为这种电荷分布不均的关系，产生了一种“拉”的力量，我们称这种形式的键结为极性键结(polar bond)分子中的电子是以固定的形式运动 ， 这样会造成极微小的电荷不平衡 ， 甚至在非极性(non-polar)分子中 它们是藉由电子负载的电荷和其他邻近的分子进行反应每个分子会在自己周围产生一种电磁场(electro- magnetic field)，这也说明分子化学也涉及到物理的观点电位(electrical - - 6 - -potential)使得能藉由信息传递，让分子可以与周遭环境，例如其他分子，互相影响或是沟通科学研究至今也尚未完全揭开这种生物电能的秘密分子是有尺度的分子可以是繁杂巨大，也可以是简单微小的它们的尺寸大小也同时决定了它们的重量，端看组成分子的原子种类及数量，不同的原子种类其重量也不相同。

如前述，原子的重量是原子核中质子数和中子数的总和精油分子的尺寸大小是微小到我们难以想像就因为如此微小，一小滴精油就包含了高达4  1022 个精油分子这个概念帮助我们了解到为什么一小滴精油就具有如此的疗效 分子也有外型千万不要被二维的图示所搞混了分子是千真万确的三维结构这个简略分子图示可以给我们一个概略的分子形状，以及结构中原子的位置，是平坦且固定的事实上，精油分子具有改变外型的能力部分精油分子可以弯曲、重叠、扭转和旋转，因为它们键结的关系，特别是单键，就像一个弹簧，可自由地形变，不像坚硬顽固的木棒> 具有些微弹性的键结允许精油分子弯曲和扭动例如，当精油分子应用于皮肤时， 它们可以在细胞间移动，穿透至更下层的皮肤以及进入淋巴循环> 尺寸因素因为精油分子具有小尺寸，所以， 具有挥发性和可蒸馏性 可穿透皮肤和黏膜以及身体细胞分子结构能由不同方式来表现，如图3 (a)价线模型 ， 字母显示各种类的原子， 直线为键结的形式(单键,双键，叁键)；图 3 (b)球棒模型(ball and stick model)主要表示出键结的形态和角度；图3 (c)空间填充模型(space-filling model) 表现出共享电子时原子的重叠情况。

水的分子式 水的结构式球棒空间填充模型- - 7 - -图 3：(a) 水的分子式及结构式;(b) 球棒模型;(c) 空间填充模型由一个以上的原子种类所组成的分子称为化合物(compound)分子化合物可以是如石头一般坚硬的固体，像水一样的液体，也可以是似空气的气体物质，如一种香气例如，一个水分子(H2O)是由两个氢原子再加上一个氧原子所组成的端看水分子所存在的环境，包括了温度和压力等因素，水分子可以是固体(冰)、液体(水）或是气体(蒸汽分子群可以聚集在一起而彼此不产生任何的键结混合物的例子有泥泞水和海水不同物质或化合物的分子可以混合在一起而不产生任何的化学键结精油本身也是不同分子化合物的混合物因为，在它们所存在的环境下，彼此能团结聚集在一起假若这个环境被改变，比如温度提高，分子彼此间会轻易地分离并蒸发掉粉底霜也是一个混合物的例子两种化合物，油和水混合在一起，这两种成分不会形成任何化学键结，而是藉由混合与加入乳化剂(emulsifier)，如卵磷脂(lecithin)而悬浮在一起 - 8 - -二、 有机化学的定义以化学的角度来划分，我们可以把自然界的化合物按其组成和性质的一同分为两类：一种是在矿物质和岩石当中发现的，称为无机化合物(inorganic)，比如盐酸，硫酸，氢氧化钠，氯化钠，碳酸钙等都属于无机化合物的范畴；一种是由活体生物所产生的，称为。