Глицерин

Глицери́н (от греч. γλυκερός — сладкий) — органическое соединение, простейший представитель трёхатомных спиртов с формулой . Представляет собой вязкую прозрачную жидкость со сладким вкусом. Нетоксичен, в отличие, например, от простейших двухатомных спиртов.

Глицерин
Glycerin Skelett.svg Glycerol-3D-vdW.png
Glycerol-3D-balls.png
Sample of Glycerine.jpg
Общие
Традиционные названия глицерин
Хим. формула C3H8O3
Рац. формула HOCH2-CH(OH)-CH2OH
Физические свойства
Молярная масса 92,09 г/моль
Плотность 1,261 г/см³
Термические свойства
Температура
 • плавления 17,9 °C
 • кипения 290 °C
 • разложения 290 °C
 • вспышки 160 °C
Давление пара 0,003 ± 0,001 мм рт.ст.[1]
Оптические свойства
Показатель преломления 1,4740
Классификация
Рег. номер CAS 56-81-5
PubChem
Рег. номер EINECS 200-289-5
SMILES
InChI
Кодекс Алиментариус E422
RTECS MA8050000
ChEBI 17754
ChemSpider
Безопасность
NFPA 704
Огнеопасность 1: Следует нагреть перед воспламенением (например, соевое масло). Температура вспышки выше 93 °C (200 °F)Опасность для здоровья 1: Воздействие может вызвать лишь раздражение с минимальными остаточными повреждениями (например, ацетон)Реакционноспособность 0: Стабильно даже при действии открытого пламени и не реагирует с водой (например, гелий)Специальный код: отсутствуетNFPA 704 four-colored diamond
1
1
0
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.
Commons-logo.svg Медиафайлы на Викискладе

Синонимы: глицерóл, пропантриол-1,2,3, Е422.

Физические свойстваПравить

Бесцветная вязкая жидкость без запаха. Сладкий на вкус, отчего и получил своё название (греч. γλυκερός — сладкий). Имеет молярную массу 92,09 г/моль, относительную плотность   = 1,260, коэффициент преломления   = 1,4740. Температура плавления составляет 17,9 °C, кипит при 290 °C, частично при этом разлагаясь. Гигроскопичен, поглощает воду из атмосферы в количестве до 40 % от собственной массы. С водой, метанолом, этанолом, ацетоном смешивается в любых пропорциях, но не растворим в эфире и хлороформе, хотя и способен растворяться в их смесях с этанолом[2]. Глицерин не растворяется в жирах, бензине, бензоле, однако является растворителем многих неорганических и органических веществ: солей, щёлочей, сахаров.

При растворении глицерина в воде выделяется теплота и происходит контракция — уменьшение объёма раствора. Смеси глицерина с водой обладают температурой плавления значительно более низкой, чем каждое из веществ по отдельности, например, при массовом содержании глицерина в 66,7 % его смесь с водой будет замерзать при −46,5 °C[2].

Образует азеотропы с нафталином, его производными и рядом других веществ[2].

Химические свойстваПравить

Химические свойства глицерина типичны для многоатомных спиртов.

Взаимодействие глицерина с галогеноводородами или галогенидами фосфора ведёт к образованию моно- и дигалогенгидринов.

Глицерин этерифицируется карбоновыми и минеральными кислородосодержащими кислотами с образованием соответствующих сложных эфиров. Так, с азотной кислотой глицерин образует тринитрат — нитроглицерин (получен в 1847 г. Асканио Собреро), использующийся в настоящее время в производстве бездымных порохов.

При дегидратации он образует токсичный акролеин:

 ,

и окисляется до глицеринового альдегида  , дигидроксиацетона   или глицериновой кислоты  .

Сложные эфиры глицерина и высших карбоновых кислот — жиры являются важными метаболитами, существенное биологическое значение также имеют фосфолипиды — смешанные глицериды фосфорной и карбоновых кислот.

ПолучениеПравить

Глицерин впервые был получен в 1779 году Карлом Вильгельмом Шееле при омылении жиров в присутствии оксидов свинца[3]. Основную массу глицерина получают как побочный продукт при омылении жиров[4].

Большинство синтетических методов получения глицерина основано на использовании пропилена в качестве исходного продукта. Хлорированием пропилена при 450—500 °С получают аллилхлорид, при присоединении к последнему хлорноватистой кислоты образуются хлоргидрины, например,  , которые при омылении щёлочью превращаются в глицерин:

 

На превращениях аллилхлорида в глицерин через дихлоргидрин или аллиловый спирт основаны другие методы. Известен также метод получения глицерина окислением пропилена в акролеин; при пропускании смеси паров акролеина и изопропилового спирта через смешанный   —   катализатор образуется аллиловый спирт. Он при 190—270 °C в водном растворе перекиси водорода превращается в глицерин.

Глицерин можно получить также из продуктов гидролиза крахмала, древесной муки, гидрированием образовавшихся моносахаридов или гликолевым брожением сахаров. Также глицерин получается в качестве побочного продукта при производстве биотоплива.

Биологическая рольПравить

Глицерин используется в глюконеогенезе (процессе образования глюкозы в печени). Под действием ферментов печени глицерин последовательно превращается в глицеральдегид-3-фосфат, дигидроксиацетонфосфат, глицеральдегидтрифосфат, который далее участвует в цепи гликолиза[5].

Глицерин синтезируется дрожжами, при этом его количество зависит от условий их культивирования[6]. В небольших количествах глицерин образуется при ферментации виноматериалов и придаёт им сладковатый оттенок. Наибольшая концентрация глицерина, около 10 г/л, присутствует в сладких винах, в частности, ботритизированных.

В медицинеПравить

Содержание глицерина в сыворотке крови человека отражает концентрацию триглицеридов и сумму насыщенных жирных кислот, моно жирных кислот и ненасыщенных жирных кислот, которые структурированы в составе липопротеинов очень низкой плотности (ЛПОНП). Уровень глицерина характеризует нарушение поглощения клетками моно- и насыщенных жирных кислот в составе ЛПОНП. Высокий уровень глицерина в плазме крови и в ЛПОНП прогностически более неблагоприятный фактор риска, чем повышение уровня холестерина[7].

Производные глицеринаПравить

ГлицеридыПравить

 
Шариковая модель триглицерида. Красным цветом выделен кислород, чёрным — углерод, белым — водород

Триглицериды (жиры) являются производными глицерина и образуются при присоединении к нему высших жирных кислот. Триглицериды являются важными компонентами в процессе обмена веществ в живых организмах. Они гидрофобны и нерастворимы в воде, так как гидроксильные группы глицерина заменены малополярными остатками жирных кислот.

ПрименениеПравить

Область применения глицерина разнообразна: пищевая промышленность, табачное производство, электронные сигареты, медицинская промышленность, производство моющих и косметических средств, сельское хозяйство, текстильная, бумажная и кожевенная отрасли промышленности, производство пластмасс, лакокрасочная промышленность, электротехника и радиотехника (в качестве флюса при пайке).

Глицерин является компонентом многих пищевых продуктов, кремов и косметических средств[8]. В косметической промышленности глицерин применяется как влагоудерживающий, смягчающий и увлажняющий компонент. Так же он может выступать в роли растворителя, регулятора вязкости и эмульгатора.[9]

Глицерин относится к группе стабилизаторов, обладающих свойствами сохранять и увеличивать степень вязкости и консистенции пищевых продуктов. Зарегистрирован как пищевая добавка Е422, и используется в качестве эмульгатора, при помощи которого смешиваются различные несмешиваемые смеси.

Поскольку глицерин хорошо поддается желированию и горит без запаха и чада, его используют для изготовления высококачественных прозрачных свечей и основы для жидкости, используемой в дым-машинах.

В прошлом глицерин использовался для изготовления динамита[10].

В последние годы глицерин используется, наряду с пропиленгликолем, в качестве основного компонента для приготовления жидкости и картриджей для электронных сигарет.

Используется в криобиологии и крионике как основной компонент популярных проникающих криопротекторов для криоконсервирования анатомических препаратов, биологических тканей и организмов.

ПримечанияПравить

  1. http://www.cdc.gov/niosh/npg/npgd0302.html
  2. 1 2 3 Дьяконов, 1988.
  3. Горбов А. И., Менделеев Д. И. Глицерин // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.
  4. Горбов А. И., Менделеев Д. И. Глицерин, способ определения // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.
  5. Вхождение глицерина в гликолиз. — 18 с.
  6. Вустин, М. М. Биологическая рль глицерина в клетках дрожжей. Дрожжи как продуценты глицерина // Биотехнология. — 2020. — Т. 36, № 6. — С. 6–16. — УДК 579.66(G). — ISSN 0234-2758. — doi:10.21519/0234-2758-2020-36-6-6-16.
  7. Титов, В. Н. Единение физико-химического и биологического действия спиртов глицерина и холестерина в поглощении клетками жирных кислот. Особенности патогенеза «метаболических пандемий» // Клиническая лабораторная диагностика : журн. — 2013. — № 1.
  8. Применение глицерина // Справочник по химии : для школьников и студентов. — SolverBook. — Глицерин.
  9. Глицерин в косметике. ecogolik.ru. Дата обращения: 12 апреля 2021.
  10. Канонников И. И., Менделеев Д. И. Глицерин, в технике // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.

ЛитератураПравить

СсылкиПравить