Глицерин: свойства и применение¶

Глицерин (пропан-1,2,3-триол, C₃H₈O₃) — простейший трёхатомный спирт, бесцветная вязкая жидкость сладковатого вкуса без запаха, смешивающаяся с водой в любых соотношениях. Впервые выделен в 1779 году шведским химиком Карлом Вильгельмом Шееле при омылении оливкового масла свинцовым глётом; своё название получил от греческого γλυκύς — «сладкий». В промышленных масштабах производится с конца XIX века, а современное мировое производство измеряется миллионами тонн в год.

¶Физические и химические свойства

Глицерин представляет собой густую прозрачную жидкость плотностью около 1,26 г/см³ с температурой кипения 290 °C и температурой плавления около 18 °C. Он гигроскопичен — активно поглощает влагу из воздуха, — хорошо растворяется в воде и этаноле, но нерастворим в жирах и углеводородах. Вещество практически нетоксично и относится к пищевым добавкам (E422).

Химические свойства определяются наличием трёх гидроксильных групп, что делает глицерин более реакционноспособным, чем одноатомные спирты. Он образует сложные эфиры с кислотами, вступает в реакции этерификации, окисления и дегидратации. При взаимодействии с азотной кислотой получается нитроглицерин — основа динамита и ряда лекарственных средств. С оксидами металлов и борной кислотой глицерин даёт комплексные соединения, что используется в аналитической химии.

¶Способы получения

Основные промышленные методы:

• Омыление и переэтерификация жиров — исторически первый способ; глицерин образуется как побочный продукт при производстве мыла и биодизеля.
• Гидролиз жиров и масел в присутствии катализаторов при высоких температурах и давлении.
• Синтез из пропилена через промежуточные соединения (акролеин, эпихлоргидрин) — современный метод, не зависящий от объёмов мыловарения.
• Спиртовое брожение сахаров в присутствии сульфита натрия — применяется ограниченно.

¶Классификация и формы

По степени очистки различают:

¶Применение

¶Медицина и фармацевтика

Глицерин широко используется как растворитель и влагоудерживающий компонент в мазях, свечах и сиропах. Он входит в состав слабительных средств, применяется для снижения внутриглазного и внутричерепного давления, используется при обработке ран и ожогов благодаря антисептическим и смягчающим свойствам. Нитроглицерин в таблетированной форме служит для купирования приступов стенокардии.

¶Пищевая промышленность

Как пищевая добавка E422 глицерин выполняет функции влагоудерживающего агента, растворителя и загустителя. Его добавляют в кондитерские изделия, напитки, жевательную резинку и соусы для сохранения консистенции и продления срока хранения.

¶Косметика и бытовая химия

Благодаря способности удерживать влагу глицерин входит практически во все увлажняющие кремы, лосьоны, зубные пасты и средства для волос. В составе мыла и шампуней он смягчает кожу и предотвращает её пересыхание.

¶Промышленность

• Производство взрывчатых веществ — нитроглицерин и динамит.
• Табачная отрасль — увлажнение табачного листа.
• Текстильная и кожевенная промышленность — пластификатор и мягчитель.
• Химический синтез — сырьё для получения алкидных смол, полиуретанов, эпоксидных смол и поверхностно-активных веществ.
• Энергетика — компонент антифризов и жидкостей для гидравлических систем.
• Криоскопия — использование в лабораторной практике для создания низкотемпературных бань.

¶Биологическая роль и безопасность

Глицерин — естественный метаболит живых организмов: он образуется при расщеплении жиров в организме и участвует в липидном обмене. В умеренных количествах вещество безопасно; при попадании в кровь в больших объёмах может вызывать гемолиз. Вдыхание паров глицерина в высоких концентрациях раздражает дыхательные пути. При контакте с сильными окислителями (перманганат калия, хромовая кислота) возможно самовозгорание.

¶Экономика и рынок

Мировое производство глицерина оценивается в несколько миллионов тонн ежегодно. Значительная часть предложения образуется как побочный продукт производства биодизеля, что периодически приводит к переизбытку сырья и падению цен. Крупнейшие производители расположены в Азии, Европе и Северной Америке. Спрос устойчиво растёт в сегментах фармацевтики, косметики и пищевой промышленности.

¶Экологические аспекты

Глицерин биоразлагаем и считается экологически безопасным соединением. Его сброс в водоёмы в больших количествах способен повышать биологическую потребность в кислороде, однако в целом вещество не относится к стойким загрязнителям. Развивается направление использования избыточного глицерина как сырья для получения биотоплива и ценных химических продуктов.