Глицерин представляет собой органическое соединение, относящееся к группе многоатомных спиртов. По своей химической природе это трехатомный спирт, имеющий молекулярную формулу C3H8O3. Глицерин это спирт, обладающий ценными физико-химическими и биологическими свойствами, что определяет широкий спектр его применения.
История открытия
Впервые глицерин был выделен в 1779 году шведским химиком Карлом Шееле при нагревании оливкового масла с оксидом свинца. Шееле обнаружил, что при этой реакции образуется сладковатое на вкус вещество, хорошо растворимое в воде. Это открытие положило начало изучению свойств глицерина.
В 1811 году французский химик Мишель Эжен Шеврель определил элементный состав глицерина и предложил для него эмпирическую формулу C3H8O3. А уже в 1836 году другой французский ученый - Марселен Бертло, установил истинную химическую структуру этого соединения. Таким образом, к середине XIX века основные сведения о составе и строении молекулы глицерина были получены.
Получение
Основным промышленным способом производства глицерина до сих пор остается химическая переработка жиров и масел - щелочной гидролиз или омыление. При этом триглицериды жиров вступают в реакцию с гидроксидом натрия или калия, в результате чего образуются соли высших карбоновых кислот (мыло) и глицерин.
Помимо омыления жиров, глицерин можно получать путем синтеза из пропилена или этанола, а также в процессе микробиологического синтеза из сахаров. Также значительное количество глицерина образуется в качестве побочного продукта при производстве биодизельного топлива - метиловых эфиров жирных кислот из растительных масел.
Физические и химические свойства
Глицерин - это вязкая, прозрачная, бесцветная или слегка желтоватая жидкость, обладающая сладковатым вкусом и не имеющая запаха. Он хорошо смешивается с водой, спиртами и гликолями. Глицерин гигроскопичен - активно поглощает влагу из окружающего воздуха. Температуры плавления глицерина 18°C, кипения 290°C. Плотность 1,261 г/см3.
Глицерин обладает типичными свойствами многоатомных спиртов - вступает в реакцию этерификации с образованием сложных эфиров, может окисляться до альдегидов и карбоновых кислот, восстанавливать иод, серебро, медь и другие вещества.
Сферы применения глицерина
Уникальные свойства глицерина обуславливают его широкое использование более чем в 300 отраслях промышленности и народного хозяйства. Глицерин применяют в производстве взрывчатых веществ, лекарственных препаратов, косметики, пищевых продуктов, полимеров, красок и лаков, в табачной промышленности и многих других сферах.
- Медицина и фармацевтика
- Изготовление лекарственных форм (мазей, капель, таблеток, растворов) Антисептические и противовоспалительные свойства Компонент инфузионных растворов
- Пищевая промышленность
- Эмульгатор и стабилизатор консистенции Улучшение вкусовых качеств Увеличение сроков хранения
- Косметика и гигиенические средства
- Увлажнение и смягчение кожи
- Стабилизация консистенции кремов и эмульсий Уход за проблемной и чувствительной кожей Компонент зубных паст
Кроме того, глицерин применяют при производстве полимеров, красок и лаков, табачных изделий, свечей, взрывчатых веществ, антифризов и многих других материалов и продуктов.
Глицерин в организме человека
Глицерин играет важную роль в обменных процессах живых организмов. Он является структурным компонентом липидов, входящих в состав клеточных мембран. Кроме того, глицерин участвует в реакциях биосинтеза и распада жиров, а также в глюконеогенезе - образовании глюкозы в печени из неуглеводных предшественников.
Глицерин хорошо всасывается в желудочно-кишечном тракте и сравнительно быстро выводится из организма с мочой. Он обладает низкой токсичностью, однако в больших дозах может оказывать послабляющее действие. Также глицерин относится к потенциальным аллергенам.
Применение глицерина в косметологии
Уникальные гигроскопические и увлажняющие свойства глицерина широко используется в производстве косметических средств и препаратов для ухода за кожей лица и тела. Глицерин это спирт, обладающий выраженным осмотическим действием - способностью притягивать молекулы воды из окружающей среды и глубоких слоев эпидермиса, обеспечивая их перераспределение и удержание в роговом слое.
Благодаря этому глицерин оказывает мощный увлажняющий эффект, предотвращает трансэпидермальную потерю влаги, разглаживает мелкие морщинки, придает коже эластичность и мягкость. Кроме того, он способствует лучшему проникновению других активных компонентов в глубокие слои эпидермиса.
Глицерин - это спирт, который широко применяемый в качестве натурального увлажнителя в лечебной косметике. Он безопасен для чувствительной и раздраженной кожи, хорошо переносится даже новорожденными.
Концентрация глицерина в косметических средствах обычно составляет 3-15%. Чаще всего его вводят в состав увлажняющих и питательных кремов, лосьонов, тоников, гелей для душа, шампуней и различных средств по уходу за телом.
Применение глицерина показано при сухости, шелушении, потере упругости и эластичности кожи, а также для профилактики старения. Глицерин подходит для всех типов кожи, особенно сухой, обезвоженной и чувствительной, поскольку действует очень мягко и деликатно.
| Преимущества | Недостатки |
|
|
Таким образом, глицерин - это спирт, зарекомендовавший себя как эффективное и безопасное увлажняющее средство для решения целого ряда косметологических проблем. При выборе косметических средств, содержащих глицерин, следует обращать внимание на остальные компоненты в их составе для потенцирования полезных свойств глицерина.
Применение глицерина в фармацевтике
Глицерин широко используется в фармацевтической промышленности при производстве различных лекарственных форм и препаратов. Он входит в состав мазей, кремов, гелей, капель, сиропов, таблеток, капсул.
Глицерин выступает в качестве наполнителя и смягчающего компонента в мягких лекарственных формах, придает им необходимую консистенцию и облегчает всасывание действующих веществ через слизистые оболочки. В водных растворах он выполняет роль стабилизатора, предотвращая выпадение осадка.
Как самостоятельное лекарственное средство глицерин обладает слабительным, противовоспалительным и антисептическим действием. Он стимулирует регенерацию тканей, ускоряет заживление ран и ожогов.
Техническое применение глицерина
Большое количество глицерина расходуется на производство различных технических жидкостей и материалов. Например, нитроглицерин используется для изготовления взрывчатых веществ, дымного пороха, твердого ракетного топлива.
Глицерин применяют в производстве антифризов, тормозных жидкостей, смазочно-охлаждающих технических масел, жидкостей для гидравлических систем. Он улучшает вязкостные и антикоррозионные свойства этих продуктов.
Кроме того, глицерин используется при производстве лаков и красок как пластификатор и для улучшения адгезии, а также как компонент синтетических моющих средств.
Экологическая безопасность глицерина
Глицерин относится к практически нетоксичным веществам и не представляет угрозы для окружающей среды. Продукты его трансформации легко разлагаются микроорганизмами, утилизируются в почве, не накапливаясь в водных системах и пищевых цепях.
Сточные воды, содержащие глицерин, не требуют дополнительной очистки и могут сливаться в бытовую канализацию. Предприятиям, производящим или использующим глицерин, не требуется получение специальных разрешений на его хранение и утилизацию отходов.
Таким образом, глицерин - это экологически чистый материал, не оказывающий существенного негативного воздействия на окружающую среду. Поэтому глицерин рекомендован для использования в "зеленых" технологиях и экологически ориентированных производствах.
Использование глицерина для получения биотоплива
В последнее время актуальным направлением становится применение глицерина в качестве сырья для производства биотоплива нового поколения. Путем каталитического риформинга глицерина с водяным паром можно получить водород - экологически чистое топливо для топливных элементов.
Другим перспективным направлением является конверсия глицерина в метанол или диметиловый эфир для дальнейшего использования в ДВС. Такие технологии позволят существенно расширить сырьевую базу производства автомобильного топлива из возобновляемых источников.
