REUK & SMAAK: De geur van een molecule
Volgens de Dikke van Dale is een geur, dat wat een reukgewaarwording opwekt. Men kan een geur ook definiëren als een zintuigelijke waarneming via de neus (bij de mens).
Een molecule (molekuul) heet volgens van Dale het kleinste deeltje van een verbinding of een element, dat de chemische eigenschappen daarvan nog volledig bezit. Is één molecule bij kamertemperatuur en atmosferische druk dan vast, vloeibaar of gasvormig? Dat weten we niet. Er bestaan zeer grote moleculen die vast zijn. Maar voor één molecule suiker (saccharose) of zout (natriumchloride) is deze toestand moeilijk of niet te definieren.
Er zijn ook starre, beweeglijke (trillende), geladen (polaire), ruimtelijke (sterische) moleculen. Op al deze fysisch-chemische eigen-schappen van moleculen zijn geurtheoriën gebaseerd. Deze geurtheorién laten zich weer in twee hoofdgroepen indelen, namelijk die van de ruimtelijke (Amoore, Beets, Ohloff) en die van de trillende (Dyson, Wright, Turin). In engelstalige literatuur deelt men de aanhangers van deze theoriën in, in die van de 'shapisten' en 'vibrationisten'
Zeker is dat een molecule een bepaalde ruimte inneemt en dat ze in zich een electrische ladingverdeling herbergt. Met andere woorden een molecule heeft een bepaalde ruimtelijkheid ('stereociteit') en ladingsverdeling ('electroniciteit'). De ruimtelijkheid van een molecule kan worden gemeten aan haar grootte, volume, vorm en profiel. De ladingsverdeling kan als polariteit worden uitgedrukt in dielectrische contante of dipoolmoment.
Een illustratief voorbeeld van een geurend molecule met een zekere ruimtelijkheid en electroniciteit is dat van 2-phenylethanol (fenethanol, fenylethyl alcohol, PEA), hetgeen karakteristiek is voor een levend bloeiende roos, en voor meer van vijftig procent in de geisoleerde geur (headspace) voorkomt. Zoals de naam zegt bevat dit molecule een phenyl-groep (= benzeenring) en een ethanol groep, waarin een alcoholfunctie.
Gaat men deze phenyl-groep vervangen door een andere soortgelijke groep, zoals cyclohexyl- of cyclohexenyl- dan verdwijnt de karakteristieke rozengeur. Er zijn in de literatuur wel voorbeelden waarbij men een phenyl-groep door een isobutenyl-groep kan vervangen zonder dat de geurkwaliteit in belangrijke mate verandert. Zo kan men in linaloöl (3,7-dimethyl-1,6-octadien-3-ol) het isobutenyl-eind van het molecule vervangen door phenyl, waarbij men 5-phenyl-3-methyl-pent-1-en-3-ol verkrijgt, hetgeen eveneens frisbloemig geurt.
Verandert men de alcohol functie in de ethanol-groep, door een aldehyde, zuur, amine, nitro, nitril of mercaptaan, dan verkrijgt men sterke geursveranderingen. Phenylaceetaldehyde is karakteriek voor de geur van hyacinth; phenylazijnzuur voor die van honing; phenylethylamine voor die van een cactusgeur (koningin der nacht) en nitro-phenylethaan heeft een kaneelgeur.
Heeft de geur van een molecule een functie of doel? Wis en waarachtig! De twee hoofdfuncties van geurende moleculen zijn om ons ergens naar toe te trekken òf er vanaf te stoten. De aantrekking kan bijvoorbeeld tot doel hebben om een (sexuele of sociale) relatie te leggen of om gezond voedsel te vinden. Kort en goed met deze aantrekking wordt uiteindelijk onze soort in stand gehouden en kunnen we overleven. De afstoting door een geur kan optreden bij aanwezigheid van gevaar, bijvoorbeeld bij brand (lucht) of giftige gassen en het nuttigen van ongezond (giftig) voedsel. Ook hierbij is het doel weer om te overleven en de soort in stand te houden.