Glicerin - biológia
4090 mg kg −1 (egér, orális) [4]
Glicerin (a gr. glykerós „Sweet” [6], az IUPAC szerint Glicerin, szintén glicerin) a közönséges neve és a Propán-1,2,3-triol. A glicerin cukoralkohol és a legegyszerűbb háromhidrogénes alkohol, egy triol. A név Glicerin azért vezették be, mert a vége helyes volt -olaj egy alkoholért (a vége -ban ben jelentése alkinek vagy aminok).
A glicerin minden természetes zsírban és zsírolajban zsírsav-észterként (trigliceridként) van jelen, és köztes termékként központi szerepet játszik a különféle anyagcsere-folyamatokban. Élelmiszer-adalékként megvan a rövidítése E 422.
sztori
1779-ben Carl Wilhelm Scheele glicerint kapott először, amikor az olívaolajat elszappanosították. Michel-Eugène Chevreul 1813-ban be tudta bizonyítani, hogy a zsírok a zsírsavak és a glicerin észterei, és 1823-ban megadta az alkohol nevét, amely görög származású volt. glykys,édes'. [1]
Kivonás és bemutatás
Az előállítás történhet petrokémiailag propénből, az allil-klorid és epiklórhidrin köztitermékekkel, vagy kémiailag melléktermékként a természetes zsírok és olajok elszappanosításakor szappanok (= zsírsavak alkáli sói) előállításához. Korábban főleg állati zsírokat használtak erre.
A biodízel-termelés melléktermékeként ma nagy mennyiségű glicerint állítanak elő. Ez úgy történik, hogy többnyire növényi olajokat metanollal átésztereznek. A zsírmolekulát (triacil-glicerid) három metanol-molekulával reagáltatják glicerinnel és három zsírsav-metil-észterrel (FAME).
Erjesztéssel biotechnológiai előállítás is lehetséges. Szulfit hozzáadásával az élesztőgombák átkapcsolhatják az erjedést etanolról glicerinre. A melaszt gyakran alkalmazták szubsztrátként, mert a nagy arányú cukor mellett sok szulfitot tartalmaz. Az erjedés ezen formáját Neuberg ismerte meg 1918-ban 2. Neuberg erjedési formája kijelölt. [7]
A glicerin kereskedelemben különféle tisztaságban kapható. Ipari célokra nyers glicerinként és gyógyszerészeti célokra (Gyógyszerészeti glicerin) 99,8 százalékos, 99,5 százalékos és 86 százalék körüli minőségben kínálják. 86 százalékkal technikailag könnyebben kezelhető az alacsony olvadáspont (10 fokkal alacsonyabb) és az alacsonyabb viszkozitás (kb. 100 mPas) miatt. A feldolgozás többlépcsős desztillációval, szagtalanítással és szűréssel történik. [8] A nagyon tiszta, szintetikus glicerin nem állati vagy növényi prekurzorokból származik, és különösen a gyógyszeripar, valamint a kozmetikai és az élelmiszeripar minőségérzékeny területein használják. [9]
jellemzők
Fizikai tulajdonságok
Szobahőmérsékleten a glicerin színtelen, szagtalan, viszkózus és higroszkópos folyadék, amelynek íze édes. A glicerin viszkozitása 1480 mPas (20 ° C).
Kémiai tulajdonságok
A glicerin hő hatására fehér füstöt képez. Oxigénhiányban melegítve bomlik, és mérgező telítetlen aldehid-propenált képez, amely vízben könnyen oldódik (267 g/l), és akrilaldehid vagy akrolein néven is ismert.
Szilárd kálium-peroxiddal teljesen reagálva szén-dioxidot és vizet képez spontán égéssel.
Csak vizes kálium-peroxid oxidálja mezoxálsavvá. (COD titrálás manganometriával)
használat
Élelmiszerek és kozmetikumok
Vízmegkötő tulajdonságai miatt a glicerint a kozmetikumok hidratáló krémként tartalmazzák. A glicerin élelmiszer-adalékként megtalálható a szám alatt E 422 Használja a dolgok nedves tartására, például datolyához vagy rágógumihoz, de édesítőszerként is.
háztartás
Gyakran glicerint adnak a karácsonyfa állványainak vizéhez, hogy a fa hosszabb ideig friss maradjon. A glicerin fagyvédelmet nyújt, és azt jelenti, hogy a tűk hosszabb ideig tartanak. Hidratáló hatása miatt a glicerint bőrápolási termékekben és cipőkrémekben használják, hogy a bőr sima és rugalmas legyen.
Dohány és cigaretta
A glicerint 1,2-propándiollal együtt használják nedvesítőszerként a dohánytermékekhez, ezáltal a dohányrendelet az adagolást 5% -ra korlátozza. A cigaretta- és pipadohányban a nedvesítőszerek fő célja a termékek tárolási idejének meghosszabbítása és a kiszáradás megakadályozása. A fogyasztók lényegesen nagyobb mennyiségű nedvesítőszert adnak a shisha dohányhoz, egyrészt azért, hogy megakadályozzák a dohány megégését, másrészt sűrűbb füst keletkezzen. Az 1,2-propándiolhoz hasonlóan a glicerint is füstfolyadékként használják az elektronikus cigarettákban.
Ipar és technológia
A glicerint fagyállóként, kenőanyagként és lágyítószerként használják. A ködfolyadékokhoz adják, hogy növeljék a köd élettartamát. Az anyagra mint reagensre van szükség a műanyagok, mikrochipek, festékek és fogkrémek gyártásához. [8] Koncentrált salétromsav és tömény kénsav keverékével végzett reakció „glicerin-trinitrátot” eredményez. Ez a vegyület a "nitroglicerin" néven ismert robbanóanyag, amelyet robbanásveszélyes dinamittá alakítanak.
Az időnként jelentősen alacsonyabb árak miatt a glicerin új alkalmazási területeit keresik. Az energiatermelés céljából történő elégetésen túl alternatív alternatív megoldás a biogázüzemekben kiegészítő tápközegként (koszubsztrátként) történő felhasználás a biogáz előállításához és az fermentációs szubsztrátként történő felhasználás az ipari biotechnológiában.
Kutatások folynak a glicerin izobutinnal történő átalakításáról glicerin terc-butil-éterré (GTBE; analóg az MTBE-vel és az ETBE-vel) üzemanyag-adalékanyagként történő felhasználásra. [10] 2009 óta a Volkswagen AG járműmodelljeiben hűtőfolyadék-adalékként (G13) a nyers olajból nyert etilén-glikol helyett régi sütési zsírokból nyert glicerint használ. [11]
Egy új eljárás során a glicerin hangyasav hatására bázikus kémiai komponenssé - allil-alkoholgá alakítható. [12]
Mezőgazdaság
A növekvő takarmányárak miatt a glicerin kérődzők, sertések és csirkék takarmányaként vonzza az érdeklődést. [8.]
gyógyszer
A glicerint az orvostudományban agyi ödéma kezelésére szolgáló gyógyszerként használják. Erre a célra 10% -os oldat formájában adják be. Glicerint tartalmazó kúpok formájában hashajtóként használják. A hatás egyrészt reflektív hatásból származik: a glicerin és a végbél nyálkahártyája közötti érintkezés növeli a székletürítést. Másrészt ozmotikus hatás van: a bél lumenébe áramló víz puhábbá és simábbá teszi a székletet. Az orvosi kutatások tárgya a glicerin alkalmazása az emberi agy és szerv funkcióinak fenntartására a testhőmérséklet mesterséges csökkentése során. Ez fontos lehet hosszú, nehéz orvosi műveleteknél. A kanadai szürke levelibéka a biológiai modell Hyla versicolor, amelynek testsejtjei télre felhalmozzák a glicerint.
Biológiai jelentőség
Az állati és növényi zsírok és olajok többsége triacil-glicerid (triglicerid). Ezek háromértékű alkohol-glicerinből állnak, amelyet háromszor észtereznek zsírsavakkal a hidroxilcsoportok (-OH) útján. Energiatárolók a zsírszövetben vagy az olajnövények, például a repce, a szója és a napraforgó magjaiban. A foszfogliceridek hasonló szerkezetűek. A harmadik zsírsav helyett egy foszfátcsoportot észterezünk, és egy maradék kapcsolódik hozzá, mint a kolin a lecitinben. Ez a molekulának egy poláris és egy apoláris régiót ad, amely lehetővé teszi a membrán (sejtmembrán) kialakulását.
Szinte minden természetben előforduló glicerin-származék sn-konfigurációval rendelkezik, amely meghatározza a szubsztituensek térbeli elrendezését a glicerin központi szénatomján. [13]
Egészségügyi kockázatok
A glicerint más nedvesítőszerekkel együtt jelentős mennyiségben adják a pipadohányhoz. A Szövetségi Kockázatértékelési Intézet (BfR) tanulmánya számszerűsítette a vízcső füstjének nedvesítőszer-tartalmát, és jelentős mennyiségű nedvesítő anyagot tudott kimutatni a glicerin és propándiol (propilén-glikol) között. Az eredmények kiértékelésekor rámutattak az esetleges egészségügyi kockázatokra, például állatkísérletek során találtak változásokat a gégében a sejt hámjában és az orrnyálkahártya irritációját orrvérzésig. [14]