Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Пример жирного спирта

Жирные спирты (или длинноцепочечные спирты ) обычно представляют собой высокомолекулярные первичные спирты с прямой цепью , но также могут иметь диапазон от 4–6 атомов углерода до 22–26 атомов углерода, полученных из природных жиров и масел. Точная длина цепи зависит от источника. [1] [2] Некоторыми коммерчески важными жирными спиртами являются лауриловые , стеариловые и олеиловые спирты . Это бесцветные маслянистые жидкости (для меньшего числа атомов углерода) или воскообразные твердые вещества, хотя нечистые образцы могут казаться желтыми. Жирные спирты обычно имеют четное число атомов углерода и одну спиртовую группу.(–OH) присоединен к концевому углероду. Некоторые из них ненасыщенные, а некоторые разветвленные. Они широко используются в промышленности. Как и в случае с жирными кислотами, их часто называют в общем по количеству атомов углерода в молекуле, например « спирт C 12 », то есть спирт, имеющий 12 атомов углерода, например додеканол .

Производство и возникновение [ править ]

Большинство жирных спиртов в природе встречается в виде восков , которые являются сложными эфирами с жирными кислотами и жирными спиртами. [1] Они производятся бактериями, растениями и животными для обеспечения плавучести, в качестве источника метаболической воды и энергии, биосонарных линз (морские млекопитающие) и для теплоизоляции в виде воска (у растений и насекомых). [3] Жирные спирты были недоступны до начала 1900-х годов. Первоначально они были получены восстановлением сложных эфиров парафина натрием с помощью процесса восстановления Буво-Блана . В 1930-х годах каталитическое гидрированиебыла коммерциализирована, что позволило превратить сложные эфиры жирных кислот, обычно твердый жир , в спирты. В 1940 - х и 1950 - х годах, нефтехимическая промышленность стала важным источником химических веществ, и Карл Циглер обнаружил полимеризацию из этилена . Эти две разработки открыли путь к синтетическим жирным спиртам.

Из естественных источников [ править ]

Традиционными источниками жирных спиртов в основном были различные растительные масла, которые остаются крупномасштабным сырьем . Историческое значение имели животные жиры (жир), особенно китовый жир , однако они больше не используются в больших масштабах. Талловый жир производит довольно узкий диапазон спиртов, преимущественно C 16 -C 18 , длина цепей из растительных источников более вариабельна (C 6 -C 24 ), что делает их предпочтительным источником. Спирты получают из триглицеридов (триэфиров жирных кислот), которые составляют основную массу масла. Процесс включает переэтерификациютриглицеридов с получением сложных метиловых эфиров, которые затем гидрируют с получением жирных спиртов. [4] Высшие спирты (C 20 –C 22 ) могут быть получены из рапсового масла или масла семян горчицы . Промежуточные спирты получают из кокосового масла (C 12 –C 14 ) или косточкового пальмового масла (C 16 –C 18 ).

Из нефтехимических источников [ править ]

Жирные спирты также получают из нефтехимических источников. В процессе Циглер , этилен является олигомеризованным использование триэтилалюминия с последующим окислением воздуха. Этот процесс дает четные спирты:

Al (C 2 H 5 ) 3 + 18 C 2 H 4 → Al (C 14 H 29 ) 3
Al (С 14 Н 29 ) 3 + 3 / 2  O 2 + 3 / 2  Н 2 O → 3 HOC 14 Н 29 + 1 / 2  Al 2 O 3

В качестве альтернативы этилен можно олигомеризовать с получением смесей алкенов, которые подвергаются гидроформилированию , в результате чего получается альдегид с нечетным номером, который затем гидрируется. Например, из 1-децена гидроформилирование дает C 11 спирт:

C 8 H 17 CH = CH 2 + H 2 + CO → C 8 H 17 CH 2 CH 2 CHO
C 8 H 17 CH 2 CH 2 CHO + H 2 → C 8 H 17 CH 2 CH 2 CH 2 OH

В процессе получения высших олефинов Shell распределение длин цепи в исходной смеси олигомеров алкена регулируется таким образом, чтобы оно более точно соответствовало рыночному спросу. Shell делает это с помощью промежуточной реакции метатезиса . [5] Полученную смесь фракционируют и гидроформилируют / гидрируют на следующей стадии.

Приложения [ править ]

Жирные спирты в основном используются в производстве моющих средств и поверхностно-активных веществ. Они также входят в состав косметики , пищевых продуктов и в качестве промышленных растворителей . Из-за своей амфипатической природы жирные спирты ведут себя как неионные поверхностно - активные вещества . Они находят применение в качестве СО- эмульгаторов , смягчающих и загустители в косметике и пищевой промышленности . Около 50% жирных спиртов, используемых в торговле, имеют натуральное происхождение, а остальные - синтетические. [1]

Питание [ править ]

Сообщалось, что жирные спирты с очень длинной цепью (VLCFA), полученные из растительных восков и пчелиного воска , снижают уровень холестерина в плазме у людей. Их можно найти в неочищенных зернах злаков, пчелином воске и многих продуктах растительного происхождения. Отчеты показывают, что 5–20 мг в день смешанных спиртов C 24 –C 34 , включая октакозанол и триаконтанол , снижают уровень холестерина липопротеинов низкой плотности (ЛПНП) на 21–29% и повышают уровень холестерина липопротеинов высокой плотности на 8–15 %. [ Править ] Сложные эфиры воска гидролизуют с помощью желчи соли в зависимости от панкреатических эстераза , высвобождающая длинноцепочечные спирты и жирные кислоты, которые абсорбируются в желудочно-кишечном тракте . Исследования метаболизма жирного спирта в фибробластах показывают, что жирные спирты с очень длинной цепью, жирные альдегиды и жирные кислоты обратимо взаимно превращаются в цикле жирного спирта . Метаболизм этих соединений нарушается при нескольких наследственных пероксисомальных нарушениях у человека , включая адренолейкодистрофию и синдром Шегрена-Ларссона . [6]

Безопасность [ править ]

Здоровье человека [ править ]

Жирные спирты являются относительно безвредными веществами, с LD 50 (перорально, крысы) в диапазоне от 3,1–4 г / кг для гексанола до 6–8 г / кг для октадеканола. [1] Для человека весом 50 кг эти значения соответствуют более 100 г. Испытания на острое и многократное воздействие показали низкий уровень токсичности от вдыхания, перорального или кожного воздействия жирных спиртов. Жирные спирты не очень летучие, а их острая летальная концентрация превышает давление насыщенного пара. Жирные спирты с более длинной цепью (C 12 –C 16 ) оказывают меньшее воздействие на здоровье, чем спирты с короткой цепью (<C 12 ). Жирные спирты с короткой цепью считаются раздражающими для глаз, а спирты с длинной цепью - нет. [7]Жирные спирты не вызывают сенсибилизации кожи. [8]

Повторяющееся воздействие жирных спиртов вызывает низкую токсичность, и некоторые соединения этой категории могут вызывать местное раздражение при контакте или слабые эффекты на печень (по существу, линейные спирты имеют несколько более высокую частоту возникновения этих эффектов). Никакого воздействия на центральную нервную систему при вдыхании и пероральном воздействии не наблюдалось. Тесты повторных болюсных доз 1-гексанола и 1-октанола показали возможность угнетения ЦНС и индуцированного респираторного расстройства. Потенциал периферической невропатии не обнаружен. У крыс уровень отсутствия наблюдаемых побочных эффектов ( NOAEL) колеблется от 200 мг / кг / день до 1000 мг / кг / день при приеме внутрь. Нет никаких доказательств того, что жирные спирты обладают канцерогенным, мутагенным действием или вызывают репродуктивную токсичность или бесплодие. Жирные спирты эффективно выводятся из организма при воздействии, ограничивая возможность их удержания или биоаккумуляции . [8]

Пределы воздействия в результате использования этих химикатов потребителями являются достаточными для защиты здоровья человека, как это определено в программе Организации экономического сотрудничества и развития (ОЭСР) по химическим веществам в больших объемах производства. [7] [9]

Окружающая среда [ править ]

Жирные спирты с длиной цепи до C 18 являются биоразлагаемыми, а с длиной цепи до C 16 полностью разлагаются в течение 10 дней. Было обнаружено, что цепи от C 16 до C 18 разлагаются от 62 до 76% за 10 дней. Было обнаружено, что цепи больше, чем C 18 , разлагаются на 37% за 10 дней. Полевые исследования на очистных сооружениях показали, что 99% жирных спиртов длиной C 12 –C 18 удаляются. [8]

Предсказание судьбы с использованием моделирования летучести показало, что жирные спирты с длиной цепи C 10 и более в воде разделяются на осадок. Предполагается, что длина C 14 и выше будет оставаться в воздухе после выпуска. Моделирование показывает, что каждый тип жирного спирта будет реагировать независимо на выброс в окружающую среду. [8]

Водные организмы [ править ]

Рыба , беспозвоночные и водоросли испытывают аналогичные уровни токсичности с жирными спиртами, хотя это зависит от длины цепи, причем более короткая цепь имеет больший потенциал токсичности. Более длинные цепи не токсичны для водных организмов. [8]

Размер цепиОстрая токсичность для рыбХроническая токсичность для рыб
<C 111–100 мг / л0,1–1,0 мг / л
C 11 –C 130,1–1,0 мг / л0,1– <1,0 мг / л
C 14 –C 15-0,01 мг / л
> С 16--

Эта категория химикатов была оценена в рамках программы химикатов Организации экономического сотрудничества и развития (ОЭСР) в больших объемах производства. Неприемлемых экологических рисков не выявлено. [9]

Таблица с общими именами [ править ]

В этой таблице перечислены некоторые алкиловые спирты. Обратите внимание, что в целом спирты с четным числом атомов углерода имеют общие названия, поскольку они встречаются в природе, тогда как спирты с нечетным числом атомов углерода обычно не имеют общего названия.

ИмяАтомы углеродаВетви / насыщенностьФормула
трет- бутиловый спирт4 атома углеродаразветвленныйС 4 Н 10 О
трет- амиловый спирт5 атомов углеродаразветвленныйС 5 Н 12 О
3-метил-3-пентанол6 атомов углеродаразветвленныйС 6 Н 14 О
1-гептанол ( энантический спирт)7 атомов углеродаС 7 Н 16 О
1-октанол (каприловый спирт)8 атомов углеродаС 8 Н 18 О
Пеларгоновый спирт (1-нонанол)9 атомов углеродаС 9 Н 20 О
1-деканол (дециловый спирт, каприновый спирт)10 атомов углеродаС 10 Н 22 О
Ундециловый спирт (1-ундеканол, ундеканол, Хендеканол)11 атомов углеродаС 11 Н 24 О
Лауриловый спирт (додеканол, 1-додеканол)12 атомов углеродаС 12 Н 26 О
Тридециловый спирт (1-тридеканол, тридеканол, изотридеканол)13 атомов углеродаС 13 Н 28 О
Миристиловый спирт (1-тетрадеканол)14 атомов углеродаС 14 Н 30 О
Пентадециловый спирт (1-пентадеканол, пентадеканол)15 атомов углеродаС 15 Н 32 О
Цетиловый спирт (1-гексадеканол)16 атомов углеродаС 16 Н 34 О
Пальмитолеиловый спирт (цис-9-гексадецен-1-ол)16 атомов углероданенасыщенныйС 16 Н 32 О
Гептадециловый спирт (1-н-гептадеканол, гептадеканол)17 атомов углеродаС 17 Н 36 О
Стеариловый спирт (1-октадеканол)18 атомов углеродаC 18 H 38 O
Олеиловый спирт (1-октадеценол)18 атомов углероданенасыщенныйС 18 Н 36 О
Нонадециловый спирт (1-нонадеканол)19 атомов углеродаС 19 Н 40 О
Арахидиловый спирт (1-эйкозанол)20 атомов углеродаС 20 Н 42 О
Геникозиловый спирт (1-генейкозанол)21 атом углеродаС 21 Н 44 О
Бегениловый спирт (1-докозанол)22 атома углеродаС 22 Н 46 О
Эруциловый спирт (цис-13-докозен-1-ол)22 атома углероданенасыщенныйС 22 Н 44 О
Лигноцериловый спирт (1-тетракозанол)24 атома углеродаC 24 H 50 O
Цериловый спирт (1-гексакозанол)26 атомов углеродаС 26 Н 54 О
1-гептакозанол27 атомов углеродаС 27 Н 56 О
Монтаниловый спирт , хлористый спирт или 1-октакозанол28 атомов углеродаС 28 Н 58 О
1-нонакозанол29 атомов углеродаС 29 Н 60 О
Мирициловый спирт , мелиссиловый спирт или 1-триаконтанол30 атомов углеродаС 30 Н 62 О
1-дотриаконтанол (лакцериловый спирт)32 атома углеродаС 32 Н 66 О
Геддиловый спирт (1-тетратриаконтанол)34 атома углеродаС 34 Н 70 О

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b c d Новек, Клаус; Графаренд, Вольфганг. «Жирные спирты». Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Вайнхайм: Wiley-VCH. DOI : 10.1002 / 14356007.a10_277.pub2 .
  2. ^ IUPAC , Сборник химической терминологии , 2-е изд. («Золотая книга») (1997). Онлайн исправленная версия: (2006–) «Жирный спирт ». DOI : 10,1351 / goldbook.F02330
  3. ^ Мадж, Стивен; Майер-Огенштейн, Вольфрам; Эдсфорт, Чарльз; ДеЛео, Пол (2010). «Какой вклад моющие жирные спирты вносят в сточные воды и морскую среду?». Журнал экологического мониторинга . 12 (10): 1846–1856. DOI : 10.1039 / C0EM00079E . PMID 20820625 . 
  4. Перейти ↑ Kreutzer, Udo R. (февраль 1984). «Производство жирных спиртов на основе натуральных жиров и масел». Журнал Американского общества химиков-нефтяников . 61 (2): 343–348. DOI : 10.1007 / BF02678792 . S2CID 84849226 . 
  5. ^ Словарь промышленных химикатов Эшфорда (3-е изд.). 2011. С. 6706–6711.[ ISBN отсутствует ]
  6. ^ Харгроув, Джеймс Л .; Гринспен, Филипп; Хартл, Дайан К. (2004). «Пищевая ценность и метаболизм жирных спиртов с очень длинной цепью и кислот из диетических восков». Exp. Биол. Med . 229 (3): 215–226. DOI : 10.1177 / 153537020422900301 . PMID 14988513 . S2CID 38905297 .  
  7. ^ a b Винстра, Гауке; Уэбб, Кэтрин; Сандерсон, Ганс; Белэнджер, Скотт Э .; Фиск, Питер; Нильсон, Аллен; Касаи, Ютака; Готов, Андреас; Дайер, Скотт; Пенни, Дэвид; Черта, Ганс; Стэнтон, Кэтлин; Седлак, Ричард (2009). «Оценка риска для здоровья человека от длинноцепочечных спиртов». Экотоксикология и экологическая безопасность . 72 (4): 1016–1030. DOI : 10.1016 / j.ecoenv.2008.07.012 . PMID 19237197 . 
  8. ^ а б в г д UK / ICCA (2006). «Профиль первичной оценки SIDS» . База данных по существующим химическим веществам ОЭСР .
  9. ^ a b Сандерсон, Ганс; Белэнджер, Скотт Э .; Фиск, Питер Р .; Шеферс, Кристоф; Винстра, Гауке; Nielsen, Allen M .; Касаи, Ютака; Готов, Андреас; Дайер, Скотт Д.; Стэнтон, Кэтлин; Седлак, Ричард (май 2009 г.). «Обзор оценки опасности и риска для категории химикатов большого объема производства ОЭСР - длинноцепочечные спирты [C 6 –C 22 ] (LCOH)». Экотоксикология и экологическая безопасность . 72 (4): 973–979. DOI : 10.1016 / j.ecoenv.2008.10.006 . PMID 19038453 . 

Внешние ссылки [ править ]

  • Киберлипид. «Жирные спирты и альдегиды» . Архивировано из оригинала на 2012-06-25 . Проверено 6 февраля 2007 . Общий обзор жирных спиртов со ссылками.
  • КОНДЕЯ. «Доктор Зи представляет все о жирных спиртах» (PDF) . Архивировано из оригинального (PDF) 27 сентября 2007 года . Проверено 6 февраля 2007 .