Пользы

Гликоли и глицерины находят широкое применение в промышленности, поскольку они являются полностью водорастворимыми органическими растворителями. Многие из этих соединений используются в качестве растворителей для красителей, красок, смол, чернил, инсектицидов и фармацевтических препаратов. Кроме того, их две химически активные гидроксильные группы делают гликоли важными промежуточными химическими соединениями. Среди множества применений гликолей и полигликолей основные из них включают использование в качестве добавки для понижения температуры замерзания, для смазки и растворения. Гликоли также служат в качестве непрямых и прямых добавок к пищевым продуктам и в качестве ингредиентов в составах взрывчатых веществ и алкидных смол, театральных туманах и косметике.

Пропиленгликоль широко используется в фармацевтике, косметике, в качестве увлажнителя в некоторых пищевых продуктах и ​​в качестве смазки. Он также используется в качестве теплоносителя в тех случаях, когда утечка может привести к контакту с пищевыми продуктами, например, в охлаждающих жидкостях для холодильного оборудования для молочных продуктов. Он также используется в качестве растворителя пищевых красителей и ароматизаторов, антифриза на пивоваренных заводах и предприятиях, а также в качестве добавки к латексной краске для обеспечения стабильности при замораживании и оттаивании. Пропиленгликоль, Этиленгликоль и 1,3-бутандиол входят в состав противообледенительных жидкостей для самолетов. Трипропиленгликоль и 2,3-бутандиол являются растворителями для красителей. Бутандиолы (бутиленгликоли) используются в производстве полиэфирных смол.

Этиленгликоль является антифризом в системах охлаждения и отопления, растворителем в лакокрасочной и пластмассовой промышленности, а также компонентом противообледенительной жидкости, используемой для взлетно-посадочных полос аэропортов. Он используется в гидравлических тормозных жидкостях, низкозамерзающем динамите, морилках, клеях, крашении кожи и табаке. Он также служит в качестве осушителя природного газа, растворителя чернил и пестицидов и ингредиента электролитических конденсаторов. Диэтиленгликоль является увлажнителем для табака, казеина, синтетических губок и бумажных изделий. Он также содержится в пробковых композициях, переплетных клеях, тормозных жидкостях, лаках, косметике и антифризах для спринклерных систем. Диэтиленгликоль применяют для гидроизоляции газовых баллонов, как смазочно-отделочное средство для текстиля, растворитель кубовых красок, осушитель природного газа. Триэтиленгликоль растворитель и смазка при окраске и печати текстиля. Он также используется для дезинфекции воздуха и в различных пластмассах для повышения пластичности. Триэтиленгликоль является увлажнителем в табачной промышленности и промежуточным продуктом для производства пластификаторов, смол, эмульгаторов, смазочных материалов и взрывчатых веществ.

Некоторая степень универсальности глицерин можно получить из того факта, что было заявлено около 1,700 применений этого соединения и его производных. Глицерин используется в продуктах питания, фармацевтике, туалетных принадлежностях и косметике. Он является растворителем и увлажнителем в таких продуктах, как табак, кондитерская глазурь, кремы для кожи и зубная паста, которые в противном случае испортились бы при хранении из-за высыхания. Кроме того, глицерин представляет собой смазку, добавляемую в жевательную резинку в качестве технологической добавки; пластификатор для влажной измельченной кокосовой стружки; и добавка для поддержания гладкости и влажности в препаратах. Он служит для защиты от инея лобовых стекол и является антифризом в автомобилях, газовых счетчиках и гидравлических домкратах. Однако чаще всего глицерин используется в производстве алкидных смол для поверхностных покрытий. Их получают путем конденсации глицерина с дикарбоновой кислотой или ангидридом (обычно фталевым ангидридом) и жирными кислотами. Еще одним важным применением глицерина является производство взрывчатых веществ, в том числе нитроглицерина и динамита.

Глицерин

Глицерин представляет собой трехатомный спирт и вступает в реакции, характерные для спиртов. Гидроксильные группы имеют разную степень реакционной способности, причем группы в 1-м и 3-м положениях более реакционноспособны, чем во 2-м положении. Используя эти различия в реакционной способности и изменяя пропорции реагентов, можно получить моно-, ди- или трипроизводные. Глицерин получают либо гидролизом жиров, либо синтетическим путем из пропилена. Основными составляющими практически всех животных и растительных масел и жиров являются триглицериды жирных кислот.

Гидролиз таких глицеридов дает свободные жирные кислоты и глицерин. Используются два метода гидролиза — щелочной гидролиз (омыление) и нейтральный гидролиз (расщепление). При омылении жир кипятят с гидроксидом и хлоридом натрия, в результате чего образуются глицерин и натриевые соли жирных кислот (мыла).

При нейтральном гидролизе жиры гидролизуют периодическим или полунепрерывным способом в автоклаве высокого давления или методом непрерывного противотока в колонне высокого давления. Существует два основных способа синтеза глицерина из пропилена. В одном процессе пропилен обрабатывают хлором с получением аллилхлорида; он реагирует с раствором гипохлорита натрия с образованием дихлоргидрина глицерина, из которого глицерин получают щелочным гидролизом. В другом процессе пропилен окисляется до акролеина, который восстанавливается до аллилового спирта. Это соединение можно гидроксилировать водным раствором перекиси водорода, чтобы получить непосредственно глицерин, или обработать гипохлоритом натрия, чтобы получить монохлоргидрин глицерина, который при щелочном гидролизе дает глицерин.

опасности

Глицерин имеет очень низкую токсичность (пероральный LD₅₀ (мышь) 31.5 г/кг) и обычно считается безвредным при всех нормальных условиях использования. Глицерин вызывает лишь очень слабый диурез у здоровых людей, получающих однократную пероральную дозу 1.5 г/кг или меньше. Побочные эффекты после перорального приема глицерина включают легкую головную боль, головокружение, тошноту, рвоту, жажду и диарею.

Когда он присутствует в виде тумана, он классифицируется Американской конференцией государственных специалистов по промышленной гигиене (ACGIH) как «неприятные твердые частицы», и поэтому TLV составляет 10 мг / м .³ был назначен. Кроме того, реакционная способность глицерина делает его опасным и может взорваться при контакте с сильными окислителями, такими как перманганат калия, хлорат калия и так далее. Следовательно, его нельзя хранить рядом с такими материалами.

Гликоли и производные

Коммерчески важные гликоли представляют собой алифатические соединения, имеющие две гидроксильные группы, и представляют собой бесцветные вязкие жидкости, практически не имеющие запаха. Среди гликолей и их производных наибольшее значение имеют этиленгликоль и диэтиленгликоль. Токсичность и опасность некоторых важных соединений и групп обсуждаются в заключительном разделе этой статьи. Ни один из изученных гликолей или их производных не обладает мутагенными, канцерогенными или тератогенными свойствами.

Гликоли и их производные являются горючими жидкостями. поскольку их температуры воспламенения выше нормальной комнатной температуры, пары могут присутствовать в концентрациях в диапазоне воспламеняемости или взрывоопасности только при нагревании (например, в печах). По этой причине они представляют не более чем умеренную пожароопасность.

Синтез. Этиленгликоль в промышленных масштабах получают путем окисления этилена воздухом с последующей гидратацией полученного оксида этилена. Диэтиленгликоль получают как побочный продукт производства этиленгликоля. Точно так же пропиленгликоль и 1,2-бутандиол получают гидратацией пропиленоксида и бутиленоксида соответственно. 2,3-бутандиол получают гидратацией 2,3-эпоксибутана; 1,3-бутандиол получают каталитическим гидрированием альдола с использованием никеля Ренея; а 1,4-бутандиол получают реакцией ацетилена с формальдегидом с последующим гидрированием полученного 2-бутин-1,4-диола.

Опасности обычных гликолей

Этиленгликоль. Пероральная токсичность этиленгликоля для животных довольно низкая. Однако из клинического опыта было подсчитано, что смертельная доза для взрослого человека составляет около 100 смXNUMX.³ или около 1.6 г/кг, что указывает на большую токсичность для человека, чем для лабораторных животных. Токсичность обусловлена ​​метаболитами, которые различаются у разных видов. Типичными последствиями чрезмерного перорального приема этиленгликоля являются наркоз, угнетение дыхательного центра и прогрессирующее поражение почек.

Обезьян содержали в течение 3 лет на рационе, содержащем от 0.2 до 0.5% этиленгликоля, без явных побочных эффектов; в мочевом пузыре опухолей не обнаружено, но имеются кристаллы оксалата и камни. Первичное раздражение глаз и кожи, как правило, слабое в ответ на этиленгликоль, но вещество может проникать через кожу в токсичных количествах. Воздействие на крыс и мышей в течение 8 часов в день в течение 16 недель с концентрацией от 0.35 до 3.49 мг/л не вызывало органического поражения. При более высоких концентрациях присутствовали туман и капли. Следовательно, повторное воздействие паров при комнатной температуре на человека не должно представлять значительной опасности. Этиленгликоль, по-видимому, не представляет значительной опасности при вдыхании паров при комнатной температуре, а также при контакте с кожей или при пероральном контакте в приемлемых промышленных условиях. Однако при нагревании или энергичном перемешивании этиленгликоля (с образованием тумана) или при заметном контакте с кожей или проглатывании в течение длительного периода времени может возникнуть опасность промышленного вдыхания. Основная опасность этиленгликоля для здоровья связана с приемом внутрь больших количеств.

Диэтиленгликоль. Диэтиленгликоль очень похож на этиленгликоль по токсичности, хотя и не образует щавелевой кислоты. Он более токсичен для почек, чем этиленгликоль. При приеме внутрь чрезмерных доз типичными ожидаемыми эффектами являются диурез, жажда, потеря аппетита, наркоз, гипотермия, почечная недостаточность и смерть, в зависимости от тяжести воздействия. Мыши и крысы, подвергшиеся воздействию диэтиленгликоля на уровне 5 мг/м³ в течение 3-7 мес отмечаются изменения со стороны центральной нервной и эндокринной систем и внутренних органов, а также другие патологические изменения. Хотя это и не имеет практического значения, при скармливании животным высоких доз диэтиленгликоль вызывает образование камней в мочевом пузыре и опухолей, вероятно, вторичных по отношению к камням. Это могло быть связано с присутствием в образце моноэтиленгликоля. Как и этиленгликоль, диэтиленгликоль, по-видимому, не представляет значительной опасности при вдыхании паров при комнатной температуре, а также при контакте с кожей или через рот в разумных промышленных условиях.

Пропиленгликоль. Пропиленгликоль малотоксичен. Он гигроскопичен, и при исследовании 866 человек было обнаружено, что у некоторых людей он является основным раздражителем, вероятно, из-за обезвоживания. Он также может вызывать аллергические кожные реакции у более чем 2% людей с экземой. Длительное воздействие на животных атмосферы, насыщенной пропиленгликолем, не дает ощутимого эффекта. Благодаря низкой токсичности пропиленгликоль широко используется в фармацевтических препаратах, косметике и, с некоторыми ограничениями, в пищевых продуктах.

Дипропиленгликоль имеет очень низкую токсичность. Он практически не раздражает кожу и глаза и из-за низкого давления паров и токсичности не представляет проблемы при вдыхании, если только не нагреваются большие количества в замкнутом пространстве.

бутандиолы. Существуют четыре изомера; все растворимы в воде, этиловом спирте и эфире. Они имеют низкую летучесть, поэтому их вдыхание не представляет опасности в нормальных промышленных условиях. За исключением 1,4-изомера, бутандиолы не представляют значительной промышленной опасности.

У крыс массивное пероральное воздействие 1,2-бутандиол вызывал глубокий наркоз и раздражение пищеварительной системы. Также может возникнуть застойный некроз почки. Считается, что отсроченная смерть является результатом прогрессирующей почечной недостаточности, тогда как острая смерть, вероятно, связана с наркозом. Попадание 1,2-бутандиола в глаза может привести к повреждению роговицы, но даже длительный контакт с кожей обычно безвреден в отношении первичного раздражения и абсорбционной токсичности. О побочных эффектах вдыхания паров не сообщалось.

1,3-бутандиол по существу нетоксичен, за исключением подавляющих пероральных доз, в которых может возникнуть наркоз.

Мало что известно о токсичности 2,3-бутандиол, но из нескольких опубликованных исследований на животных видно, что по токсичности он находится между 1,2- и 1,3-бутандиолами.

1,4-бутандиол примерно в восемь раз токсичнее 1,2-изомера в тестах на острую токсичность. Острый прием внутрь приводит к сильному наркозу и возможному повреждению почек. Смерть, вероятно, наступает в результате коллапса симпатической и парасимпатической нервной системы. Он не является первичным раздражителем и не легко всасывается чрескожно.

Таблицы гликолей и глицеринов

Таблица 1 - Химическая информация.

Таблица 2 - Опасности для здоровья.

Таблица 3 - Физические и химические опасности.

Таблица 4 - Физические и химические свойства.

Назад