التربين

التربينات ( تُلفظ / ˈtɜːrpiːnz / ) هي فئة واسعة ومتنوعة من المنتجات الطبيعية، صيغتها العامة (C₅H₈ ₎ ₙ ، حيث n _≥ 2. _تُعدّ التربينات لبنات بناء حيوية أساسية في العديد من الكائنات الحية، وخاصة النباتات. تضم هذه الهيدروكربونات غير المشبعة أكثر من 30,000 مركب، وتُنتجها النباتات بشكل رئيسي ، وخاصة الصنوبريات . [ 1 ^{] [ 2 ] [ 3 ] في النباتات} ، تُعدّ التربينات والتربينويدات وسائط مهمة للتفاعلات البيئية ، بينما تستخدم بعض الحشرات بعض التربينات كوسيلة دفاعية. تشمل وظائف التربينويدات الأخرى تنظيم نمو الخلايا واستطالة النبات، وامتصاص الضوء والحماية الضوئية، والتحكم في نفاذية الأغشية وسيولتها.  

تُصنّف التربينات حسب عدد ذرات الكربون فيها: التربينات الأحادية (C10 ₎ ، والتربينات النصفية (C15 ₎ ، والتربينات الثنائية (C20 ₎ ، على سبيل المثال. يُعدّ التربين ألفا-بينين مكونًا رئيسيًا في زيت التربنتين ، وهو مذيب شائع .

يُعدّ المطاط الطبيعي (أي البولي إيزوبرين ) أحد التربينات ذات التطبيقات الرئيسية . وقد دُرست إمكانية استخدام تربينات أخرى كمواد أولية لإنتاج بوليمرات اصطناعية. وقد ثبت أن للعديد من التربينات تأثيرات دوائية. كما تُعدّ التربينات مكونات لبعض الأدوية التقليدية، مثل العلاج بالروائح ، ومكونات فعّالة في المبيدات الزراعية. ^{[ 4 ]}

صاغ الكيميائي الألماني أوغست كيكوليه مصطلح _" تربين " ₍ Terpen) عام 1866 للدلالة على جميع الهيدروكربونات التي لها الصيغة الجزيئية C10H16 _{، ومنها} الكامفين . في السابق، كان يُطلق على العديد من الهيدروكربونات التي لها الصيغة الجزيئية C10H16 اسم "كامفين"، بينما كانت العديد من الهيدروكربونات الأخرى ذات التركيب نفسه تحمل أسماءً مختلفة. وقد صاغ كيكوليه مصطلح "تربين" لتجنب هذا الالتباس. ^{[ 5 ] [ 6 ]} والاسم هو اختصار لكلمة "تربنتين" (Terpentin)، وهي الكلمة الألمانية التي تعني " زيت التربنتين ". ^{[ 7 ]}

على الرغم من استخدام مصطلحي "التربينات" و" التربينويدات " أحيانًا بشكل متبادل، إلا أن التربينويدات (أو الإيزوبرينويدات ) هي تربينات معدلة تحتوي على مجموعات وظيفية إضافية ، عادةً ما تكون أكسجينية. ^{[ 8 ]} ومع ذلك، غالبًا ما يُستخدم مصطلحا "التربينات" و"التربينويدات" بشكل متبادل. علاوة على ذلك، تُنتَج التربينات من التربينويدات، والعديد من التربينويدات تُنتَج من التربينات. يتميز كل منهما برائحة قوية، وغالبًا ما تكون زكية، مما قد يحمي النباتات المضيفة أو يجذب الملقحات. يُقدَّر عدد التربينات والتربينويدات بنحو 55,000 مركب كيميائي. ^{[ 9 ]}

مُنحت جائزة نوبل في الكيمياء لعام 1939 إلى ليوبولد روزيتشكا "لعمله على البوليميثيلين والتربينات العليا"، ^{[ 10 ] [ 11 ]} "بما في ذلك أول تركيب كيميائي للهرمونات الجنسية الذكرية ". ^{[ 12 ]}

تُعدّ التربينات لبنات بناء حيوية رئيسية. فالستيرويدات ، على سبيل المثال، مشتقة من التربين الثلاثي سكوالين . كما تُشكّل التربينات والتربينويدات المكونات الأساسية للزيوت العطرية في العديد من أنواع النباتات والزهور. ^{[ 13 ]} في النباتات، تُعدّ التربينات والتربينويدات وسائط مهمة للتفاعلات البيئية . فعلى سبيل المثال، تلعب دورًا في دفاع النبات ضد التغذية على النباتات العاشبة ، ومقاومة الأمراض ، وجذب الكائنات المتعايشة مثل الملقحات ، بالإضافة إلى دورها المحتمل في التواصل بين النباتات . ^{[ 14 ] [ 15 ]} ويبدو أنها تؤدي أدوارًا كمضادات للتغذية . ^{[ 2 ]} تشمل الوظائف الأخرى للتربينويدات تنظيم نمو الخلايا واستطالة النبات، وامتصاص الضوء والحماية الضوئية، والتحكم في نفاذية الأغشية وسيولتها. ^{[ 16 ]}

تُطلق الأشجار كميات أكبر من التربينات في الطقس الدافئ، ^{[ 17 ]} حيث قد تعمل كآلية طبيعية لتلقيح السحب . تعكس السحب ضوء الشمس، مما يسمح بتنظيم درجة حرارة الغابة. ^{[ 18 ]}

تستخدم بعض الحشرات بعض التربينات كوسيلة للدفاع. على سبيل المثال، تقوم النمل الأبيض من فصيلة Nasutitermitinae الفرعية بصد الحشرات المفترسة باستخدام آلية متخصصة تسمى مدفع اليافوخ ، والذي يقذف مزيجًا راتنجيًا من التربينات. ^{[ 19 ]}

يُعدّ المطاط الطبيعي (أي البولي إيزوبرين ) أحد التربينات ذات التطبيقات الرئيسية . وقد دُرست إمكانية استخدام تربينات أخرى كمواد أولية لإنتاج البوليمرات الاصطناعية كبديل لاستخدام المواد الأولية المشتقة من البترول. مع ذلك، لم يُسوّق سوى عدد قليل من هذه التطبيقات تجاريًا. ^{[ 20 ]} في المقابل، تُستخدم العديد من التربينات الأخرى على نطاق تجاري وصناعي أصغر. على سبيل المثال، يُستخدم زيت التربنتين ، وهو خليط من التربينات (مثل الباينين )، المُستخلص من تقطير راتنج أشجار الصنوبر، كمذيب عضوي وكمادة أولية كيميائية (بشكل رئيسي لإنتاج تربينويدات أخرى). ^{[ 7 ]} أما الصمغ الراتنجي ، وهو منتج ثانوي آخر لراتنج الأشجار الصنوبرية، فيُستخدم على نطاق واسع كمكون في مجموعة متنوعة من المنتجات الصناعية، مثل الأحبار والورنيشات والمواد اللاصقة . يستخدم عازفو الكمان (وعازفو الآلات الوترية المشابهة ) مادة الصمغ لزيادة الاحتكاك على شعر القوس، ويستخدمها راقصو الباليه على نعال أحذيتهم للحفاظ على ثباتهم على الأرض، ويستخدمها لاعبو الجمباز للحفاظ على قبضتهم أثناء الأداء، ويستخدمها رماة البيسبول لتحسين تحكمهم بالكرة. ^{[ 21 ]} تُستخدم التربينات على نطاق واسع كعطور ونكهات في المنتجات الاستهلاكية مثل العطور ومستحضرات التجميل ومنتجات التنظيف ، بالإضافة إلى المنتجات الغذائية والمشروبات. على سبيل المثال، تأتي رائحة ونكهة نبات الجنجل ، جزئيًا، من السيسكويتربينات (وخاصةً ألفا-هيومولين وبيتا -كاريوفيلين )، والتي تؤثر على جودة البيرة . ^{[ 22 ]} يشكل بعضها هيدروبيروكسيدات تُستخدم كمحفزات في إنتاج البوليمرات.

أظهرت العديد من التربينات تأثيرات دوائية، على الرغم من أن معظم الدراسات أجريت في المختبر، وأن الأبحاث السريرية على البشر لا تزال في مراحلها الأولية. ^{[ 23 ]} كما تُعد التربينات مكونات لبعض الأدوية التقليدية، مثل العلاج بالروائح العطرية . ^{[ 24 ]}

ونظرًا لدورها الدفاعي في النباتات، تُستخدم التربينات كمكونات فعالة في المبيدات الحشرية في الزراعة. ^{[ 25 ]}

التربينات عديمة اللون، مع أن العينات غير النقية غالبًا ما تكون صفراء. تتناسب درجات غليانها طرديًا مع حجم جزيئاتها: التربينات، والتربينات نصفية، والتربينات ثنائية، على التوالي، عند 110، و160، و220  درجة مئوية. نظرًا لكونها غير قطبية، فهي غير قابلة للذوبان في الماء. ولأنها هيدروكربونات، فهي شديدة الاشتعال وذات كثافة نوعية منخفضة (تطفو على الماء). وهي زيوت خفيفة الملمس، أقل لزوجة بكثير من الزيوت النباتية الشائعة مثل زيت الذرة (28 سنتي بواز )، حيث تتراوح لزوجتها من 1 سنتي بواز (كما في الماء) إلى 6 سنتي بواز. تُعدّ التربينات مهيجات موضعية، وقد تُسبب اضطرابات معوية عند ابتلاعها.

تتمتع التربينويدات (أحادية، ونصفية، وثنائية، إلخ) بخصائص فيزيائية متشابهة، ولكنها تميل إلى أن تكون أكثر قطبية، وبالتالي أكثر قابلية للذوبان في الماء وأقل تطايرًا من نظائرها من التربينات. ومن مشتقات التربينويدات شديدة القطبية الجليكوسيدات ، المرتبطة بالسكريات، وهي مواد صلبة قابلة للذوبان في الماء.

يمكن تصور التربينات كنتيجة لربط وحدات الأيزوبرين (C5H8 _{) "} رأسًا بذيل" لتشكيل سلاسل وحلقات. ^{[ 32 ]} ترتبط بعض التربينات "ذيلًا بذيل" ، وقد ترتبط التربينات المتفرعة الأكبر حجمًا "ذيلًا بمنتصفها".

تصنيف

• تربينات مختارة
• 
  الليمونين ، وهو أحادي التربين .
• 
  الكارفون هو أحادي التربين، وهو أحادي التربين معدل.
• 
  الباينين ، وهو أحادي التربين الذي يوجد على شكل متماثلين، هو مكون رئيسي في زيت التربنتين .
• 
  الهينوكيتيول هو أحادي التربينويد، وهو مشتق من التروبولون .
• 
  الهومولين ، وهو سيسكويتربين .
• 
  التاكسادين ، وهو ديتيربين ، وهو طليعة للديتيربينويد تاكسول ، وهو عامل مضاد للسرطان.
• 
  السكوالين ، وهو تربين ثلاثي الحلقات ومادة أولية عالمية للستيرويدات الطبيعية .
• 
  الجيوسمين هو مركب سيسكويتربينويد.

يمكن تصنيف التربينات حسب عدد وحدات الأيزوبرين في الجزيء؛ حيث يشير البادئة في الاسم إلى عدد أزواج الأيزوبرين اللازمة لتكوين الجزيء. تحتوي التربينات عادةً على 2 أو 3 أو 4 أو 6 وحدات من الأيزوبرين؛ أما التربينات الرباعية (8 وحدات من الأيزوبرين) فتشكل فئة منفصلة من المركبات تسمى الكاروتينات؛ أما الأنواع الأخرى فنادرة.

• الوحدة الأساسية، الأيزوبرين نفسه، هو هيميتيربين. وقد يشكل مشتقات تحتوي على الأكسجين مثل البرينول وحمض الأيزوفاليريك، وهي مشتقات مشابهة للتربينويدات.
• تتكون أحاديات التربين من وحدتين من الإيزوبرين ، وصيغتها الجزيئية _{C10H16 .} من أمثلة أحاديات التربين وأحاديات التربينويد: الجيرانيول ، والتيربينول (الموجود في الليلك )، والليمونين (الموجود في الحمضيات)، والميرسين (الموجود في الجنجل )، واللينالول (الموجود في الخزامى )، والهينوكيتيول (الموجود في أشجار السرو )، والباينين ​​(الموجود في أشجار الصنوبر ). ^{[ 33 ] [ 34 ]} أما الإيريدويدات، فهي مشتقة من أحاديات التربين، ومن أمثلتها : الأوكوبين والكاتالبول .
• تتكون السيسكويتربينات من ثلاث وحدات إيزوبرين، وصيغتها الجزيئية C15H24 _{. ومن} أمثلة السيسكويتربينات والسيسكويتربينويدات: الهومولين ، والفارنيسينات ، والفارنيسول ، والجيوسمين . ^{[ 34 ]} ( يشير المقطع " سيسكويتربين" إلى واحد ونصف).
• تتكون ثنائيات التربين من أربع وحدات إيزوبرين _، وصيغتها الجزيئية C₂₀H₃₂ _. وهي مشتقة من جيرانيل جيرانيل بيروفوسفات . من أمثلة ثنائيات التربين وثنائيات التربينويد: الكافستول ، والكاهويول ، والسيمبرين ، والتاكسادين ( مادة أولية للتاكسول ). كما تُشكل ثنائيات التربين أساسًا لمركبات ذات أهمية بيولوجية ، مثل الريتينول ، والريتينال ، والفيتول .
• تُعدّ السيسترتربينات، وهي تربينات تحتوي على 25 ذرة كربون وخمس وحدات إيزوبرين ، نادرة نسبيًا مقارنةً بالأحجام الأخرى. ^{[ 35 ]} ( يشير المقطع "سيستر" إلى اثنين ونصف). ومن الأمثلة على السيسترتربينويدات جيرانيلفارنيسول .
• تتكون التريتربينات من ست وحدات إيزوبرين ، وصيغتها الجزيئية C30H48 _. يُشتق السكوالين _، وهو تريتربين خطي ، والمكون الرئيسي لزيت كبد سمك القرش ، من تفاعل اختزالي بين جزيئين من فارنيسيل بيروفوسفات . ثم يُعالج السكوالين حيويًا لإنتاج إما لانستيرول أو سيكلوأرتينول ، وهما المركبان الأساسيان لجميع الستيرويدات .
• تتكون مركبات السيسكوارتربين من سبع وحدات إيزوبرين ، وصيغتها الجزيئية C35H56 _{. وتكون} هذه المركبات عادةً من أصل ميكروبي. ومن أمثلة السيسكوارتربينويدات: فيروجيكاديول وتترابرينيلكوركومين.
• تحتوي التتراتربينات على ثماني وحدات من الإيزوبرين _ولها الصيغة الجزيئية C40H64 _. تشمل التتراتربينويدات ذات الأهمية البيولوجية الليكوبين غير الحلقي ، وجاما كاروتين أحادي الحلقة ، وألفا وبيتا كاروتين ثنائي الحلقة .
• تتكون البوليتربينات من سلاسل طويلة من وحدات الأيزوبرين . يتكون المطاط الطبيعي من بولي أيزوبرين تكون فيه الروابط المزدوجة من نوع سيس . تنتج بعض النباتات بولي أيزوبرين بروابط مزدوجة من نوع ترانس ، يُعرف باسم غوتا بيركا .
• تتميز النوريزوبرينويدات بتقصير السلسلة أو الحلقة عن طريق إزالة مجموعة ميثيلين أو استبدال سلسلة جانبية واحدة أو أكثر من مجموعات الميثيل بذرات هيدروجين. وتشمل هذه النوريزوبرينويد C13، وهو 3-أوكسو-ألفا-أيونول الموجود في أوراق عنب مسقط الإسكندرية، ومشتقات 7،8-ثنائي هيدرو أيونون، مثل ميغاستيغمان-3،9-ديول و3-أوكسو-7،8-ثنائي هيدرو-ألفا-أيونول الموجودة في أوراق _عنب شيراز ( كلاهما من أنواع العنب Vitis vinifera ) [ 36 ^{] أو النبيذ} [ 37 ^{] [ 38 ] ( المسؤول} عن بعض النكهات الحارة في نبيذ شاردونيه )، ويمكن إنتاجها بواسطة بيروكسيدازات الفطريات ^{[ 39 ]} أو جليكوسيدازات ^{[ 40 ]} .

على الرغم من انتشار التربينات والتربينويدات على نطاق واسع، إلا أن استخلاصها من مصادرها الطبيعية غالباً ما يكون صعباً. لذا، يتم إنتاجها عن طريق التخليق الكيميائي، عادةً من مشتقات البتروكيماويات . في إحدى الطرق، يُكثّف الأسيتون والأسيتيلين لإنتاج 2-ميثيل بيوت-3-ين-2-أول ، والذي يُضاف إليه إستر الأسيتوأسيتيك لإنتاج كحول الجيرانيل . تُحضّر طرق أخرى من التربينات والتربينويدات التي يسهل عزلها بكميات كبيرة، مثلاً من صناعات الورق وزيت الصنوبر . على سبيل المثال، يُحوّل ألفا-بينين ، المتوفر بسهولة من المصادر الطبيعية، إلى سيترونيلال وكافور . كما يُحوّل السيترونيلال أيضاً إلى أكسيد الورد والمنثول . ^{[ 1 ]}

• التربينات في رؤوس الموضوعات الطبية (MeSH) التابعة للمكتبة الوطنية الأمريكية للطب
• بوب، فرانك جورج (1911). "التربينات"  . في تشيشولم، هيو (محرر). الموسوعة البريطانية . المجلد  26 (  الطبعة الحادية عشرة). مطبعة جامعة كامبريدج. الصفحات 647-652 . دراسة استقصائية لكيمياء التربينات.