3.5. Химическое строение мономеров уруши

В восточноазиатских лаках пленкообразователем является трехмерный природный биополимер уруши.

Уруши представляет собой продукт полимеризации мономеров урушиола, содержащихся в гидрофобной фракции сока лакового дерева Rhusverniciferaи других лаковых деревьев.

Урушиол не является индивидуальным веществом, а представлен группой близких соединений, относящихся к олефиновым пирокатехолам (Рис. 1). Смесь вышеназванных производных урушиола присутствует в соке лакового дерева Rhusvernicifera, причем эту смесь нельзя разделить на отдельные компоненты даже с помощью дистилляции.

Эти урушиольные соединения состоят из фенольного кольца с двумя гидроксильными группами в орто-положении друг к другу.

СН₃СН₂СН=СНСН₂-СН=СН-СН₂СН=СН(СН₂)₇СООН Линоленовая кислота из периллового масла Рис. 1 Структурные формулы урушиола, лаккола, их синтетического аналога стирола, а также ненасыщенной жирной кислоты периллового масла .

Боковые олефиновые цепи R₁ - R₈ также находятся в орто-положении к одному из гидроксилов [1-4]:

R₁ = (СН₂)₇СН=СНСН₂СН=СН(СН₂)₂СН₃

R₂ = (СН₂)₁₄СН₃

R₃ = (СН₂)₇СН=СН(СН₂)₅СН₃

R₄ = (СН₂)₇СН=СНСН₂СН=СНСН=СНСН₃

R₅ = (СН₂)₇СН=СНСН₂СН=СНСН₂СН=СН₂

R₆ = (СН₂)₇СН=СНСН₂СН=СН(СН₂)₃СН₃

R₇ = (CH₂)₁₅CH₃

R₈ = (СН₂)₁₆СН₃

Боковые олефиновые цепи R₁ - R₆ в основном содержат 15 углеродных атомов, цепи R₇ и R₈ - 16 и 17 углеродных атомов соответственно.

В разных урушиольных соединениях боковые цепи имеют неодинаковое количество двойных связей:

- Двойные связи отсутствуют (R₁, R₇, R₈).

- Одна двойная связь (R₃).

- Две несопряженные двойные связи (R_1;R₆).

- Три частично сопряженные двойные связи (R₄, R₅).

Основным гидрофобным компонентом природного вьетнамского лака является лаккол, который продуцируют некоторые лаковые деревья из рода Rhus[1-4]. В лакколе, помимо вышеназванных урушиольных соединений, в значительных количествах присутствует олефиновый пирокатехол с боковой цепью R₆ с двумя двойными связями. Различием в составе объясняется, по-видимому, тот факт, что вьетнамский лак медленнее полимеризуется и образует менее глянцевое покрытие по сравнению с лаками из урушиола [7].

Как видно из Рис. 1, по структуре урушиолы имеют некоторое сходство со стиролом, хотя между этими двумя соединениями существуют очевидные и заметные отличия:

- В стироле винильная олефиновая группа (2 углеродных атома) более короткая, чем олефиновые группы R₁- R₈, в урушиолах (15-17 углеродных атомов).

- Стирол не содержит гидроксильных групп, в то время как в бензольном кольце урушиолов находятся две гидроксильные группы.

Поэтому, несмотря на вышеназванные отличия в структуре молекул стирола и урушиолов, по физико-механическим свойствам уруши все же достаточно близок к полистиролу и образует очень прочное, твердое и стабильное покрытие с высокими физико-механическими свойствами. До появления синтетических полимеров уруши был самым твердым и прочным биополимером [5].

Важной особенностью сока лакового дерева является его высокая ядовитость [2, 7, 8]. По некоторым данным, в Китае и других странах Юго-Восточной Азии вымирали целые деревни, занимавшиеся производством лаковых изделий уруши [2, 7, 8]. В настоящее время в литературе отсутствуют надежные сведения о том, связана ли ядовитость непосредственно с самим урушиолом либо с другими компонентами сока лакового дерева.