Гліцерин: властивості та застосування

Гліцерин, також відомий як гліцерол і 1, 2, 3-пропантріол, являє собою триатомний цукровий спирт. Його формула може бути записана як C3H8O3. Це безбарвна, без запаху, в 'язка, солодка на смак, низькотоксична рідина, розчинна у воді. Гліцерин зустрічається в природі у вигляді складних ефірів, відомих як гліцериди. Вони є основними складовими ліпідів.

Використання

Гліцерин має безліч застосувань. Наприклад, він додається до фармацевтичних композицій як речовина, що забезпечує змазку і зволоження. Є складовою частиною сиропів від кашлю, еліксирів, відхаркувальних препаратів і суппозиторіїв. Входить до складу зубної пасти, мила, кремів для гоління, засобів для полоскання рота, догляду за шкірою і волоссям. Гліцерин додається до різних продуктів як розчинник ароматів, зволожувач, пом 'якшувальний агент і консервант. Використовується у виробництві паперу, пакувальних матеріалів і нітрогліцерину. Також застосовується для пом 'якшення пряжі і тканини тощо.

Які властивості у гліцерину?

Молекула пропантріола-1, 2, 3 являє собою ланцюг з 3-х атомів вуглецю з гідроксильною групою (ОН), приєднаною до кожного з них. Для позначення цієї схеми формулу речовини можна записати у вигляді HOCH2CH (OH) CH2OH.

Хімічні властивості гліцерину подібні до властивостей інших багатоатомних спиртів. Він реагує з активними металами і галогеноводнями. Гідроксильні групи відповідальні за те, що речовина добре розчиняється у воді і гігроскопічно, тобто приваблює молекули води з навколишнього середовища. Воно слабо розчинне в органічних розчинниках, таких як етилацетат і діетиловий ефір, і не розчиняється у вуглеводнях.

Деякі фізичні властивості гліцерину:

• молярна маса 92,1 г/моль;
• ^{щільність 1,261 г/см3;}
• температура плавлення 18 ° C;
• температура кипіння 290 ° C;
• тиск пара 0,003 мм рт. ст.

Синтез

До недавнього часу синтетичний гліцерин вироблявся в промислових масштабах (головним чином з епіхлоргідрину), але цей процес більше не є економічно вигідним. Двома основними методами його отримання з натуральних продуктів є омиління і переетерифікація.

У першому випадку щілина (така як гідроксид натрію або гідроксид калію) взаємодіє з жиром або маслом, утворюючи мило (сіль ліпіда) і C3H8O3.

Переетерифікація є процесом, при якому гліцерид взаємодіє зі спиртом у присутності кислоти або основи як каталізатор. У результаті утворюється новий складний ефір і додатково вивільняється гліцерин. Він є побічним продуктом (10%) виробництва біодизеля при переетерифікації рослинних олій. Це призвело до надлишку гліцерину на ринку. Отриманий таким чином продукт, що зазвичай містить 20% води і залишковий каталізатор етерифікації, можна очистити.

В даний час інтенсивно проводяться дослідження щодо отримання з гліцерину більш цінних речовин. Однією з таких програм є британська ініціатива під назвою Glycerol Challenge. Деякі потенційні застосування гліцерину включають його перетворення на пропіленгліколь, акролеїн, етанол і епіхлоргідрин (сировина для отримання епоксидних смол). Його також можна використовувати для виробництва газоподібного водню і лимонної кислоти.

Участь у метаболізмі

Є прекурсором синтезу тріацилгліцеринів і фосфоліпідів у печінці та жировій тканині. Коли організм використовує накопичений жир як джерело енергії, гліцерин і жирні кислоти вивільняються в кровотік. Він може бути перетворений на глюкозу печінкою і забезпечує енергію для клітинного метаболізму. Залежно від фізіологічних умов гліцерин бере участь у гліколізі (розщепленні глюкози та інших цукрів) або глюконеогенезі (синтезі глюкози). Попередньо він перетворюється на проміжне з 'єднання, відоме як 3-фосфат гліцеральдегіду.

Фермент гліцерин-кіназа присутній тільки в печінці. У жировій тканині 3-фосфат гліцерину утворюється з дигідроксіацетонфосфату (DHAP) за допомогою ферменту гліцерол-3-фосфатдегідрогенази.

Застосування в медицині та фармацевтиці

Властивості гліцерину головним чином використовуються для поліпшення еластичності препаратів, зволоження і мастила. Також він може застосовуватися для зниження внутрішньочерепного і внутрішньоочного тиску.

Діє як слабке при введенні в пряму кишку у формі суппозитарію або рідини (клізми).

Гліцерин використовується в сиропах від кашлю, еліксирах і відхаркувальних засобах.

У спиртових настоянках екстрактів рослин (при концентрації 10%) запобігає облозі танінів.

Властивості гліцерину дозволяють йому замінювати спирт у лікувальних екстрактах трав, хоча він менш екстрактивний і приблизно на 30% гірше засвоюється організмом. Виробники рідких екстрактів перед додаванням гліцерину для отримання гліцеритів часто готують відвар у гарячій воді.

Особиста гігієна

Гліцерин служить пом 'якшувачем, зволожувачем, розчинником і змащувальною речовиною в продуктах особистої гігієни.

Він конкурує з сорбитом і володіє кращим смаком і більш високою розчинністю.

Властивості гліцерину обумовлюють його використання в зубній пасті, засобах для полоскання рота, догляду за шкірою і волоссям, кремах для гоління і в милі. В останньому випадку сировиною служить денатурований спирт, гліцерин, касторат, кокосат, салатат натрію, цукрозу, вода і ароматизатори. Іноді додається лауретсульфат натрію. Гліцеринове мило використовується людьми з чутливою, легко дратівливою шкірою, тому що завдяки зволожуючим властивостям гліцерину усувається її сухість. Таке мило можна зробити в домашніх умовах.

Колись вважалося, що гігроскопічні властивості гліцерину для шкіри матимуть згубні наслідки. Передбачалося, що так само, як ця рідина витягує вологу з повітря, вона осушить шкіру, якщо її концентрація занадто висока. Ці страхи є необґрунтованими.

Гліцерин: властивості та застосування в харчовій промисловості

Ця речовина використовується як зволожувач, розчинник, підсолоджувач і консервант. Гліцерин розчиняє ароматизатори (такі як ваніль) і харчові барвники. Він є зволожуючим і пом 'якшуючим агентом у цукерках, тортах і в оболонках для м' яса і сирів.

Використовується у виробництві моно- і дигліцеридів, які діють як емульгатори. Застосовується для отримання складних ефірів полігліцерину, що беруть участь у виготовленні жирів і маргарину. Використовується як наповнювач у харчових продуктах з низьким вмістом жирів (включаючи печиво). Гліцерин застосовується як загусник у лікерах і стабілізатор у морозиві.

Його енергетична цінність становить приблизно 27 калорій на чайну ложку, і він на 60% солодший за цукрози. Хоча гліцерин має приблизно таку ж табличну калорійність, як і цукор, він не підвищує рівень цукру в крові і не живить бактерії, що утворюють карієс. Речовину не можна вживати в нерозбавленому вигляді, оскільки в цьому випадку вона буде виводити воду з тканин, викликаючи волдирі в роті і розлад шлунка. Як харчову добавку гліцерин також відомий як E422.

Поліефірполіоли

Гліцерин служить одним з основних сировинних матеріалів для виробництва поліолів для гнучких пінопластів і меншою мірою жорстких пінополіуретанів.

Є ініціатором, до якого додається оксид пропілену/етиленоксиду.

Алкидні смоли (пластмаси) і целофан

При взаємодії з двоосновною кислотою (такою як фталева) гліцерин утворює клас продуктів, званих алкидними смолами, які використовуються в поверхневих покриттях і фарбах. Є пом 'якшувачем і пластифікатором (наприклад, целофану), що надає гнучкість, м' якість і міцність. Використовується в оболонках для м 'яса, колагенових оболонках, що застосовуються в медицині та в інших пакувальних матеріалах.

Інші застосування

• _{Процес отримання чистого спирту включає зневоднення алкоголю з використанням гліцерину. C3H8O3 є пластифікатором, зволожувачем і мастильним матеріалом у виробництві паперу.}
• Бере участь в отриманні нітрогліцерину, основного інгредієнта бездимного пороху і різних боєприпасів. Виробництво синтетичного гліцерину було пріоритетним для національної оборони в дні, що передували Другій світовій війні.
• Гліцерин використовується для змазки, емульгування та розм 'якшення пряжі і тканини.
• _{Водний розчин C3H8O3 допомагає зберегти листя. Часто використовується при приготуванні лишайника для застосування в декораціях і діорамах.}
• При додаванні до мильного розчину збільшує його здатність створювати довготривалі мильні бульбашки.
• Хімічні властивості і реакції гліцерину дозволяють його використовувати як антифриза або кріопротектора в кріогенних процесах. Наприклад, при засклюванні клітин крові, сперми, рогівки для зберігання в рідкому азоті або для збереження бактерій при температурах нижче нуля.
• Використовується як робоча рідина в димогенераторах і електронних сигаретах.
• Гліцерин протидіє опікам від фенолу.
• Може використовуватися для отримання етанолу через метаболічну дію E. coli.
• Гліцерин застосовується деякими спортсменами для підвищення витривалості шляхом протидії зневодненню.
• Використовується для консервації намоклих органічних об 'єктів (наприклад, шкіри та дерева) для їх стабілізації перед сублімаційною обробкою.
• _{C3H8O3 є (прохіральним) будівельним блоком в органічному синтезі.}
• Корисні властивості гліцерину дозволяють застосовувати його в чорнилах для настільних принтерів як регулятора в 'язкості і стабілізатора.

GMT

Text-to-speech function is limited to 200 characters