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温室効果ガスの記事について
[アロマ&ハーブ]
2018年8月3日 9時15分の記事







メタンと炭化水素類などについて。







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メタンでなぜ温室効果ガスなのかという質問をいただいてしまいました。
自分が学生時代の頃は化学の授業で学んでいた時代でしたが、今の学校では習うかどうか不明瞭なため、化学式で記載します。参考にと思います。

・メタンが温室効果ガス(二酸化炭素といわれている)へ

CH4+2O2→CO2+2H2

メタンガスを燃やす(酸素)と、二酸化炭素と水になります。つまり、温室効果ガスの原因とされる二酸化炭素が放出されます。
化学式は、一番数の多い原子にあわせて、他の計算もしますので、酸素分子が2個必要になります。


メタンも含まれますが、炭素が軸(骨格)となった化合物を有機化合物といいます。

炭素が軸となった化合物の最小の単位がメタンです。それは、炭素には腕が4本あり、その4本の先に別の原子がくっついている必要があるためです。そのため、CH4という形のメタンが最小の単位といわれています。実際には、電子達の働きで結合したりします。


有機化合物は、大きく鎖式(横並びの格子の様な直線に連なる構造)、環式(蜂の巣の様な六角形の連なり)の2種類があります。

鎖式で二重結合のない単結合だけで出来ている構造のものをアルカン、二重結合が1つあるものをアルケン、三重結合が1つあるものをアルキンと呼び分類します。

(基礎化粧品原料の説明の際に、このような言葉を用いて解説している文章を見た事があります。むずかしい化学用語ですごい成分が入っていると演出している広告宣伝だと思いました。)


メタンは、CH4という炭化水素類の最小の単位の構造を持つ分子です。通常は、水素原子がひとつ遊離してCH3となり、様々に結合をして行きます。(例えばお酢は酢酸ですが、CH3COOHという形で、CH3に−OHとCO)。


アロマテラピーでは、精油の化学として、炭化水素類などを基本として、様々な精油の化学を学びます。精油の化学は、フランスとドイツ、日本が進んでいます。イギリスは、後から追随し、次にアメリカ、オーストラリアと続き、それ以外の国々は、いつの間にか・・・という感じです。

丁度、メタンについて、アロマ関連の方からの質問がありましたが、イソプレン単位とメタンなどについて、炭化水素類の事がよくわかっていないようでした。アロマの精油の化学では、テルペン系炭化水素類から学び始めますので、その前のメタンの最小の単位の事はよくわからないようです。以前にアロマの学校で指導をしていた際にも、似た様な質問が多かった程です。

アロマテラピーでは、イソプレン単位(C58ユニット)による結合について、主に学び用いて行きます。

イソプレン単位では、C5が基本になっています。
原則として、化学では水素の記載を省略しますので、ここでも水素は省略します。

ヘミテルペン……C5化合物(イソプレン最小単位)
モノテルペン……C10化合物(精油の化学の基本)
セスキテルペン…C15化合物(精油など)
ジテルペン………C20化合物(レジンなど)
セスタテルペン…C25化合物(微生物、昆虫類など)
トリテルペン……C30化合物(精油など、動物)
テトラテルペン…C40化合物(植物染色原料)
(これより大きな分子となる化合物には、アラビアガムなどの粘性のある植物樹液などが知られています)

イソプレン単位が1つで ヘミテルペン、2つでモノテルペン、3つでセスキテルペン・・・となります。


炭素が結合して行く際に、大きく2種類の結合の種類があります。

メタンを含め炭素の数がばらばらに結合する場合と、イソプレン単位の化合物のテルペン系炭化水素類の場合には炭素が5個ずつ増える形で結合をして行きます。

どちらも共通点は、有機化合物という事になります。炭素が骨格となっている化合物という事です。


炭素の数がばらばらに結合をしていく分りやすいものがあります。どこかで聞いた事があるような天然ガス系のものです。通常の学校の化学では有機化合物についてはこれらを学びます。

メタン………CH4
エタン………C26
プロパン……C38
ブタン………C410
ペンタン……C512
ヘキサン……C614

イソプレン単位のものとの違いは、C58のユニットになっていない構造の炭化水素類となっています。ただし、アルカンやパラフィン等という分類があり、メタンという最小単位はCH4ですので、その部分が骨格となります。1価の炭素が骨格となる事から始まっています。何より、メタンは四面体のテトラポットの構造となっています。炭素が中心にあり、4方向に腕が伸び、その先に水素が結合しているという形です。


これらの炭化水素類は、CHの様々な組み合わせの化合物です。そこにどれかの水素が離れ、酸素や窒素などが結合し、さらに分子同士も重合しあい、重い分子になっていきます。アロマの精油を混ぜ合わせて熟成させて香油を作る事がありますが、この重合する性質を利用します。少し余談になりますが、旋光性というものが、精油成分などにあり、その旋光性により重合のしやすさというものもあります。


ちなみに、炭化水素類に−OH(水酸基)が結合しますと、アルコール類になります。これ以外にも多くのものが結合し、様々な化合物になります。膨大にあるため、ここでの記載は省略します。

精油1種類だけであっても、600種類以上の成分を含有していると言われています。その含有成分は、すべてを計測出来ないそうです。微量すぎて、機械が判別出来ないのだそうです。化学は自然界のものに追いつけないと思います。院内感染予防などにオーストラリアではティートリー(テルペン−4−オールの含有量の多いもの)を医薬品同等として用いている程です。


質問があったので、書きましたが、知っていても知らなくても・・・、という感じかもしれません。

いずれにしましても、炭化水素類の類は、地球にとってもとても重要なものです。


※質問は以下の記事からでした。
記事1
記事2


★トップの画像がメタン(CH4

イソプレン骨格(略式の構造式)


元素記号を書き込んだ場合(C58
イソプレン×を基本として構造式を書く場合もありますが、この図はイソプレン最小の骨格


水素の元素記号が膨大になりますので、通常は省きます。また骨格は炭素だとわかっていますので、炭素の部分も省きます。時々、重合が進む際に、炭素が酸素に置き換わったり、窒素に置き換わったりします。腕の二重結合になったり、三重結合になる事もあります。



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