Глицерин - Биология
4090 mg kg -1 (мишка, орално) [4]
Глицерин (от гр. glykerós „Сладко“ [6], според IUPAC Глицерол, също глицерин) е общото име и общото име на Пропан-1,2,3-триол. Глицеринът е захарен алкохол и най-простият трихидратен алкохол, триол. Името Глицерол беше въведена, защото имаше правилния край -масло за алкохол (окончанието -в означава алкини или амини).
Глицеринът присъства във всички естествени мазнини и мастни масла като естери на мастни киселини (триглицериди) и играе централна роля като междинен продукт в различни метаболитни процеси. Като хранителна добавка има съкращението Е 422.
история
През 1779 г. Карл Вилхелм Шееле получава глицерин за първи път, когато зехтинът се осапунява. През 1813 г. Мишел-Йожен Шеврел успява да докаже, че мазнините са естери на мастни киселини и глицерин и дава името на алкохола през 1823 г., получено от гръцки glykys,сладка'. [1]
Извличане и представяне
Производството може да се извърши петрохимично от пропен с междинните продукти алил хлорид и епихлорхидрин или химически като страничен продукт при осапуняването на естествени мазнини и масла за производството на сапуни (= алкални соли на мастни киселини). В миналото за това са се използвали главно животински мазнини.
Понастоящем се произвеждат големи количества глицерин като страничен продукт от производството на биодизел. Това става чрез трансестерификация на предимно растителни масла с метанол. Мастната молекула (триацилглицерид) се превръща с три молекули метанол в глицерин и три метилови естери на мастни киселини (FAME).
Възможно е и биотехнологично производство чрез ферментация. Чрез добавяне на сулфит дрождите могат да превключат ферментацията от етанол към глицерол. Меласата често се използва като субстрат, тъй като съдържа много сулфит в допълнение към висок дял захар. Тази форма на ферментация е позната от Нойберг през 1918 година 2. Форма на ферментация на Нойберг определен. [7]
Глицеринът се предлага в търговската мрежа с различни чистоти. За промишлени цели се използва като суров глицерин и за фармацевтични цели (Фармацевтичен глицерин) предлагани в качества 99,8 процента, 99,5 процента и около 86 процента. 86 процента е технически по-лесен за работа поради по-ниската точка на топене (10 градуса по-ниска) и по-ниския вискозитет (около 100 mPas). Обработката се извършва чрез многоетапна дестилация, дезодориране и филтриране. [8] Силно чистият синтетичен глицерин не идва от животински или растителни прекурсори и се използва особено в чувствителни към качеството области на фармацевтичната индустрия, както и в козметичната и хранителната промишленост. [9]
характеристики
Физически свойства
При стайна температура глицеринът е безцветна, вискозна и хигроскопична течност без мирис, която има сладък вкус. Глицеринът има вискозитет 1480 mPas (20 ° C).
Химични свойства
Глицеринът образува бял дим, когато е изложен на топлина. Когато се нагрява при липса на кислород, той се разлага в ненаситения алдехиден пропенал, който е лесно разтворим във вода (267 g/l) и е също токсичен, който също се нарича акрилалдехид или акролеин.
С твърдия калиев пероксид той реагира напълно, образувайки въглероден диоксид и вода при самозапалване.
Окислява се само от воден калиев пероксид до мезоксалова киселина. (Титруване на COD чрез манганометрия)
използване
Храна и козметика
Поради своите водосвързващи свойства, глицеринът се съдържа в козметиката като овлажнител. Глицеринът може да се намери като хранителна добавка под номера Е 422 Използвайте, за да поддържате нещата влажни, например за фурми или дъвки, но също и като подсладител.
домакинство
Често глицеринът се добавя към водата на коледните елхи, за да поддържа дървото по-дълго свежо. Глицеринът осигурява защита от замръзване и означава, че иглите издържат по-дълго. Благодарение на овлажняващия си ефект, глицеринът се използва в продукти за грижа за кожата и кремове за обувки, за да поддържа кожата гладка и еластична.
Тютюн и цигари
Глицеринът се използва заедно с 1,2-пропандиол като овлажнител за тютюневи изделия, при което Наредбата за тютюна ограничава добавянето до 5%. При тютюна за цигари и лули основната цел на овлажнителите е да удължат времето за съхранение на продуктите и да ги предпазят от изсъхване. Потребителите добавят значително по-големи количества овлажнители към тютюна за шиша, от една страна, за да се предотврати изгарянето на тютюна, а от друга страна, за да се получи по-плътен дим. Подобно на 1,2-пропандиола, глицеринът също се използва като димна течност в електронните цигари.
Индустрия и технологии
Глицеринът се използва като антифриз, смазка и пластификатор. Добавя се към течности за мъгла, за да се увеличи експлоатационният живот на мъглата. Веществото се изисква като реагент при производството на пластмаси, микрочипове, багрила и паста за зъби. [8] Реакцията със смес от концентрирана азотна киселина и концентрирана сярна киселина дава "глицерол тринитрат". Това съединение е експлозивът, известен като "нитроглицерин", който се преработва в експлозивния динамит.
Поради значително по-ниските цени в пъти се търсят нови области на приложение на глицерина. В допълнение към изгарянето за генериране на енергия, алтернативи са използването като допълнителна хранителна среда (косубстрат) в инсталациите за биогаз за производство на биогаз и използване като субстрат за ферментация в индустриалната биотехнология.
Извършват се изследвания и за превръщането на глицерин с изобутен в трет-бутилов етер на глицерин (GTBE; аналогичен на MTBE и ETBE) за използване като добавка към горивото. [10] От 2009 г. Volkswagen AG използва глицерин, получен от стари мазнини за пържене, вместо етилен гликол, получен от суров нефт, като добавка за охлаждаща течност (G13) в своите модели превозни средства. [11]
При нов процес глицеринът може да се превърне в основен химичен компонент - алилов алкохол - под действието на мравчена киселина. [12]
селско стопанство
С нарастващите цени на фуражите глицеринът привлича интерес като храна за преживни животни, прасета и пилета. [8-ми]
лекарство
Глицеринът се използва в медицината като лекарствено вещество за лечение на мозъчен оток. За тази цел се влива като 10% разтвор. Под формата на супозитории, съдържащи глицерин, той се използва като слабително средство. От една страна, ефектът възниква от отразяващ ефект: контактът между глицерина и ректалната лигавица увеличава стимула за дефекация. От друга страна, има осмотичен ефект: водата, вливаща се в лумена на червата, прави изпражненията по-меки и гладки. Предмет на медицинските изследвания е използването на глицерин за поддържане на мозъчните и органичните функции на човека по време на изкуствено понижаване на телесната температура. Това може да е важно за продължителни трудни медицински операции. Канадската сива дървесна жаба е биологичният модел Hyla versicolor, чиито телесни клетки натрупват глицерин за зимата.
Биологично значение
Повечето животински и растителни мазнини и масла са триацилглицериди (триглицериди). Те се състоят от трихидратния алкохол глицерин, който е триестерифициран с мастни киселини чрез хидроксилните групи (-OH). Те са енергийни запаси в мастната тъкан или в семената на маслени растения като рапица, соя и слънчоглед. Фосфоглицеридите имат подобна структура. Вместо третата мастна киселина се естерифицира фосфатна група и към нея се свързва остатък, като холин в лецитин. Това дава на молекулата полярна и аполарна област, което позволява образуването на мембрана (клетъчна мембрана).
Почти всички естествени глицеринови производни имат sn конфигурация, която определя пространственото разположение на заместителите върху централния въглероден атом на глицерола. [13]
Здравословни рискове
Глицеринът, заедно с други овлажнители, се добавя към тютюна за водопроводи в значителни количества. Изследване на Федералния институт за оценка на риска (BfR) определи количествено съдържанието на овлажнител в дима на водопроводната тръба и успя да открие значителни количества от овлажнителите глицерин и пропандиол (пропилей гликол). При оценката на резултатите бяха посочени възможни рискове за здравето, например при експерименти с животни бяха открити промени в клетъчния епител в ларинкса и дразнене на носната лигавица до кървене от носа. [14]