Глицерин

Глицерин
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.
Оптические свойства
Показатель преломления	1,4740
Классификация
Рег. номер CAS	56-81-5
PubChem	753
Рег. номер EINECS	200-289-5
SMILES	OCC(O)CO
InChI	InChI=1S/C3H8O3/c4-1-3(6)2-5/h3-6H,1-2H2 PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N
Кодекс Алиментариус	E422
RTECS	MA8050000
ChEBI	17754
ChemSpider	733
Безопасность
NFPA 704	1 1 0
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.
Медиафайлы на Викискладе

Глицери́н (от греч. γλυκερός «сладкий») — органическое соединение, простейший представитель трёхатомных спиртов с формулой ${\displaystyle {\ce {C3H5(OH)3}}}$. Представляет собой вязкую прозрачную жидкость со сладким вкусом. Нетоксичен, в отличие, например, от простейших двухатомных спиртов.

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

Физические свойства

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 ${\displaystyle d_{4}^{20}}$ = 1,260, коэффициент преломления ${\displaystyle n_{D}^{20}}$ = 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. Глицерин не растворяется в жирах, бензине, бензоле, однако является растворителем многих неорганических и органических веществ: солей, щелочей, 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.

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

Химические свойства

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:

${\displaystyle {\ce {HOCH2CH(OH)-CH2OH -> H2C=CH-CHO + 2H2O}}}$,

и окисляется до глицеринового альдегида ${\displaystyle {\ce {CH2OHCHOHCHO}}}$, дигидроксиацетона ${\displaystyle {\ce {CH2OHCOCH2OH}}}$ или глицериновой кислоты ${\displaystyle {\ce {CH2OHCHOHCOOH}}}$.

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

Получение

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

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, ${\displaystyle {\ce {ClCH2CHOHCH2Cl}}}$, которые при омылении щёлочью превращаются в глицерин:

${\displaystyle {\ce {ClCH2CHOHCH2Cl + 2NaOH -> OHCH2CHOHCH2OH + 2NaCl}}}$

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 ${\displaystyle {\ce {ZnO}}}$ — ${\displaystyle {\ce {MgO}}}$ 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 роль

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.

Глицерин синтезируется дрожжами, при этом его количество зависит от условий их культивирования. 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 медицине

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.

Производные глицерина

Глицериды

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.

Применение

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.

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

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 поддаётся 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.

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.

Литература

• Дьяконов И. А. Глицерин // Химическая энциклопедия : в 5 т. / Гл. ред. И. Л. Кнунянц. — М.: Советская энциклопедия, 1988. — Т. 1: А — Дарзана. — С. 585. — 623 с. — 100 000 экз. — ISBN 5-85270-008-8.

Ссылки

• Физические свойства глицерина
• What is Glycerin?
• Glossary for the Modern Soap Maker
• Glycerol soap
• Absolute alcohol using glycerol
• Computational Chemistry Wiki
• Health.gov dietary guidelines