樟腦（Camphor）

樟腦（Camphor）
台北市立永春高級中學化學科蔡曉信老師 / 國立臺灣師範大學化學系葉名倉教授責任編輯

早期有關樟腦的研究是非常冷門的，甚至我們在Liebigs Annalen或the Journal of the Chemical Society等著名期刊中也找不到任何有關樟腦新的研究、其衍生物或其降解產物。但到了二十世紀在化學界卻興起研究樟腦的狂熱，化學家不僅研究其衍生物的物理性質、進行不對稱（asymmetric）的有機合成，且將其應用在分離樟腦的鏡像異構物（enantiomers），如：D-（＋）camphor與L-（－）camphor等。

樟腦是無色透明的晶體，我們可由生長在自然界的樟樹中取得。自從有人類文明開始，這個具魅力的單松烯類（momoterpene）物質就已普遍為人所知，它具有強烈的氣味。古中國將其用於醫療用途，我們在十三世紀偉大的探險家馬可波羅的遊記中可見其記載。1571年流亡的葡萄牙詩人Luis de Cameons稱樟腦為治病之油（balsam of disease）。在日本因為它能溶解多種色素，因此被用來作香油及墨水。在歐洲它的用途更加多樣性，它具有許多居家（household）功能，如木材的防腐、驅蟲，甚至可以治療許多疾病，如：類風濕性關節炎、敗血症及歇斯底里等。

由於樟腦的使用有如此悠久的歷史淵源，也無怪乎年輕的芬蘭化學家Komppa會將其年輕的歲月投入在樟腦的合成上。在1890年法國化學家Albin Haller首先利用降解（degradation）與重組（reconstitution）的方式將樟腦二酸（camphoric acid）經過一連串的化學反應產生升樟腦酸（homocamphoric acid），此升樟腦酸最後在鉛鹽的試劑條件下進行溫和熱分解反應產生樟腦。歸功於Albin Haller的研究，Komppa將樟腦二酸作為其合成的目標物（在當時不同的化學家對不同種類的camphoric acid化合物的命名並不一致，因此我們在研讀古文獻記載時常容易發生混淆）。Komppa先將戊二酸（glutaric acid）的衍生物與未特定的草酸酯類（oxalate ester）進行熔合（fusion）反應生成五員環的二烯二醇(dienol)，之後將此化合物再與鈉及甲基碘反應，Komppa宣稱得到C-methylated 加成物（adduct）。這個結果爭論了數十年之久，因為很多化學家認為應是O-methylated而非C-methylated加成物。這個爭辯直到1968年NMR的使用證明C-methylated加成物才獲得釋疑，也還給Komppa一個公道。現今數以千萬噸的樟腦的製造是利用較易取得的單松烯類α-蒎烯（α-pinene）為起始物，它很容易從松焦油（pine tar）中提取。雖然現今使用的製造方式比Komppa原始的方法更有效率，但我們仍應感恩這些先驅者為奠基現今樟腦化學所做的付出與貢獻。

參考資料:
1. K.C.Nicolaou and T.Montagnon ,Wiley-VCH ,Molecules that changed the world , 2008.