گليسرول

گليسرول
گليسرول
Ball-and-stick model of glycerol
Space-filling model of glycerol
تسمية أيوپاك IUPAC propane-1,2,3-triol
أسماء أخرى glycerin
glycerine
تمييز
رقم CAS [56-81-5]
PubChem 753
بنك الأدوية DB04077
KEGG D00028
ChEBI 17522
كود ATC A06AG04,A06AX01, QA16QA03
SMILES
InChI InChI=1/C3H8O3/c4-1-3(6)2-5/h3-6H,1-2H2
الخصائص
الصيغة الجزيئية C3H8O3
كتلة مولية 92.08 g mol-1
المظهر clear, colorless solid
hygroscopic
الرائحة odorless
الكثافة 1.261 g/cm3
نقطة الانصهار

17.8 °C, 291.0 K, 64.0 °F

نقطة الغليان

290 °C, 563 K, 554 °F [1]

معامل الانكسار (nD) 1.4746
اللزوجة 1.412 Pa·s[2]
المخاطر
MSDS JT Baker
NFPA 704

NFPA 704.svg

1
1
0
 
نقطة الوميض 160 °C (closed cup)
176 °C (open cup)
إلا إذا ذُكـِر غير ذلك، فالبيانات معطاة
للمواد في حالاتها الطبيعية
(عند 25 °س, 100 kPa)

مراجع الجدول


الگليسرول (بالإنجليزية: Glycerol) مركب ثلاثي الوظيفة الغولية ويعرف أيضاً بأسماء جليسرين وجلسرن، وله أسماء أخرى غير مشهورة وهى بروبان-3،2،1-ترايول propane-1,2,3-triol و3،2،1 بروبانترايول 1,2,3-propanetriol، و3،2،1 ترايهيدروكسي بروبان 1,2,3-trihydroxypropane، وجلسريتول glyceritol، وأخيراً كحول جليسيل glycyl alcohol. وهو سائل لزج له طعم حلو، هيجروسكوبي، ليس له رائحة أو لون. الجليسرول هو كحول سكري وسبب ذوبانه في الماء هو وجود ثلاث مجاميع هيدروكسيل كحولية (-OH). أما الجليسرين glycerin فهو منتج تجاري مكوَّن من الگليسرول وكمية صغيرة من الماء.

التصنيع

گليسرول (نموذج ثلاث الأبعاد)، يظهر الذرات والأزواج المنفردة من الإلكترونات المرتبطة مع ذرات الأكسجين (باللون الوردي)

لما كان الگليسرول يشكل العمود الفقري للگليسريدات الثلاثية، فإنه يتم إنتاجها في عملية التصبن أو saponification. صناعة الصابون وانتاج الديزل الحيوي من خلال عملية transesterification هم أمثلة على تلك العمليات بالترتيب. 400px

400px وقد حُضّر أول مرة عام 1778 من قبل شيله Scheele من تسخين زيت الزيتون مع مادة قلوية، ولوحظ عام 1784 إمكانية إنتاجه من زيوت نباتية أخرى أو دسم حيوانية. وقد درس شفرول Chevreul عام 1811 هذا المركب وخواصه وتبين أن له مذاقاً حلواً، لذلك أطلق عليه اسم الغليسرين المشتق من اليونانية من كلمة گليسروس glyceros التي تعني المذاق الحلو.

ارتبط تاريخ الجليسرين بصناعة الصابون، المصدر التجاري الأول للحليسرين، وصدر عام 1823 أول براءة اختراع لتصنيع الگليسرول نتيجةً لبحوث شفرول في مجال الدسم والصابون، وصدر عام 1870 أول براءة اختراع أمريكية للحصول على الجليسرين من المحلول القلوي للصابون بالتقطير.

استحضر گليسرول، أساساً منتجاً ثانوياً من العمليات الصناعية التي تعتمد على المصادر الطبيعية متمثلة بالدسم النباتية والدسم الحيوانية، ولكن بعد عام 1940 ونتيجة لتزايد استخدام المواد الصنعية الفعّالة سطحياً، تراجع تصنيع الصابون من الحموض الدسمة. وقد أدى ذلك إلى عدم كفاية الگليسرول المحضّر من المصادر الطبيعية لتغطية الطلب على هذه المادة، مما اضطر الصناعة إلى البحث عن طرائق أخرى لتصنيعه تعتمد على مواد أولية صنعية. وتوضّح المعادلات الآتية الطرائق المذكورة آنفاً:


ـ حلمهة (التحلّل بالماء) الدسم والزيوت hydrolysis of fats and oils تحت ضغط عال ودرجات حرارة مرتفعة للحصول على حمض دسم وگليسرول وفق المعادلة:

7629-4.jpg

يبلغ تركيز الگليسرول في المحلول المائي المتكوِّن نحو 12-18%.

ـ ينتج من تصبين الدسم (أي تحويل الدسم إلى صابون) بمحلول قلوي، مثـال ذلك محلول هدروكسيد الصوديـوم NaOH، ويحوي الناتـج الگليسرول بنسبة 10-25%، وماء وأملاح الصوديوم وشوائب أخرى من مواد عضوية غير گليسريدية مثل الشموع. ويحصل على الگليسرول نقياً بتقطير المحلول الناتج.

7629-1.jpg

ـ الأسترة الانتقالية transesterfication للدسم بالميتانول بوجود حفاز (وسيط) من ميتوكسيد الصوديوم NaOCH3 للحصول على الگليسرول واسترات متيلية

7629-3.jpg

تعتمد الطرائق الصناعية على إنتاج الگليسرول من مواد أولية صنعية وهي:

ـ طريقة اصطناع الگليسرول من البروبلين بالكلورة للحصول على كلوريد الأليل ومنه على الابيكلوروهيدرين متبوعة بعمليات حلمهة متتالية للحصول على الگليسرول.

7629-6.jpg

طريقة اصطناع الگليسرول من الغول الأليلي بالأكسدة بالماء الأكسجيني متبوعة بعملية حلمهة للناتج المتكوِّن من المرحلة الأخيرة.

7629-5.jpg

كما يمكن اصطناع الگليسرول بفعل الهدروجين على السكر بوجود حفّاز عند درجات حرارة عالية وضغط مرتفع.

الخواص الفيزيائية والكيمياوية

الگليسرول سائل لزج لا لون له ولا رائحة وهو شغوف للماء. ينصهر عند الدرجة 6 و18 ْس ويغلي عند الدرجة 290 ْس. ينحل كلياً في الماء وفي الأغوال الخفيفة، ولا ينحل في الإتر.

تسهم الخواص الفيزيائية للگليسرول في استخدامه بتطبيقات مختلفة أهمها كونه مادة مضادة للتجمد، كما يستخدم في الصناعات الصيدلانية والتجميلية ومعاجين الأسنان، وفي ترطيب التبغ ومادة مساعدة تضاف إلى أحبار الطباعة.

يدخل الگليسرول، لكونه كحولاً ثلاثياً، في تفاعلات أسترة مع العديد من الحموض اللاعضوية والحموض العضوية وهي الأساس في تصنيع المركبات المهمة المشتقة من الگليسرول.

الاستخدامات

الصناعات الغذائية

صيدلانياً

يستعمل الگليسرول كمادة حافظة ومادة مطرية ومرطبة وملدنة ومحلة ومحلية ورافعة للتوتر السطحي[3].

Surface science

المستخلصات النباتية

التجمد

وسائط كيميائية

الوقود

المسرح

أيض الگليسرول

يحتوي الكبد على مخزون من الدهون المتعادلة والفسفورية ، كما أنه يستقبل بشكل دائم دهونا متعادلة من الغذاء ، ومن الدهون المخزنة في الجسم بهدف أكسدتها ، وسواء أكانت المادة التي أكدستها الكبد دهونا متعادلة أو فوسفورية ، فإن الجزء الأساسي في هذه العملية يتمثل في أكسدة الأحماض الدهنية طويلة السلسلة في الميتوكندريا. أما جزئ الجلسرين فيتفاعل مع جزي أدينوسين ثلاثي الفوسفات لإنتاج فوسفات الجلسرين التي تتم أكسدتها إلى جليرسيرالدهيد – 3 – فوسفات ، وهذا الجزئ إما أن يتحول إلى جليكوجين من خلال المسار العكسي لعملية تحلل الجلوكوز ، وإما أن يتحول إلى حمض البيرفيك.

وتتم أيضا أكسدة الأحماض الدهنية في العضلات ، ففي العضلات القلبية تمثل الأحماض الدهنية بالفعل مصدرا معما للطاقة و التنفس ، كما تؤكسد عضلة الحجاب الحاجز الأحماض الدهنية ، أما إذا وجد الجلوكوز فإن هذه العضلة تفضله على الأحماض الدهني. وطبقا لنظرية أكسدة الأحماض الدهنية من نوع بيتا ، فإن سلاسل الأحماض الدهنية تتم أكسدتها: للتخلص من ذرتي كربون في كل مرة ويتم ذلك بمهاجمة ذرة الكربون في الموقع بيتا بالنسبة إلى مجموعة الكربوكسيل بحيث يتحول الحمض الدهني إلى الحمض الكيتوني المقابل ، أما ذرتا الكربون الطرفيتنات فيتم التخلص منهما على هيئة حمض خليك ، ثم يتم عمل مجموعة كربوكسيل في موضع المجموعة الكيتونية ، وبذلك يتكون حمض دهني جديد ينقص عن الحمض الأصلي بمقدار ذرتي كربون ، ويلي ذلك مهاجمة ذرة كربون مرة أخرى في الموقع بيتا لتتكرر الخطوات السابقة ، وينتج حمض دهني جديد يقل ذرتي كربون عن الحمض الأصلي. وبهذه الطريقة يتم تكسير الحمض الدهني ، بإزالة ذرتي الكربون في كل مرة ينتج في المرحلة النهائية جزئ يسمى حمض الخليك الخللي ، الذي يسمى أيضا حمض بيتا – كيتوبيوتيريك. ولكي يتم أكسدة الاحماض الدهنية ، يلزم أولا تنشيطها عن طريق تكوين مشتقات المرافق الإنزيمي أ.


Glycerol Glycerol kinase Glycerol-3-phosphate Glycerol-3-phosphate dehydrogenase Dihydroxyacetone phosphate Triosephosphate isomerase Glyceraldehyde 3-phosphate
100px ATP ADP Glycerol-3-phosphate.png FAD FADH2 125px G3P-2D-skeletal.png
Biochem reaction arrow foward YYNN horiz med.svg Biochem reaction arrow reversible YYYY horiz med.svg GG-Pfeil 1.svg
NAD+ NADH

التنافرات

من الممكن أن ينفجر إذا مزج مع عوامل مؤكسدة قوية مثل ثلاثي أكسيد الكروميوم، وكلورات البوتاسيوم و برمنغنات البوتاسيوم، في المحاليل الممدة يحدث هذا التفاعل بشكل أبطأ مع تشكيل بعض نواتج الأكسدة، وتبدل لون الغليسيرن للأسود يكون نتيجة تعرضه للضوء أو أكسيد الزنك أو نترات البزموت الأساسية، كما أن احتواء الغليسرين على شوائب الحديد هي المسؤولة عن اللون الداكن لمزائجه مع الفينولات والصفصافات و التانين[4]. يشكل الغليسرين معقد مع حمض البور (حمض غليسروبوريك) وهو حمض أقوى من حمض البور.

الحفظ

من الممكن أن يتبلور الگليسرول إذا حفظ في درجات الحرارة المنخفضة، ولا تذوب هذه البلورات إلا إذا تم تسخينها لدرجة 20 درجة مؤية من جديد، لذلك يجب أن يحفظ الغليسرين في عبوات محكمة الإغلاق، في أماكن رطبة وبدرجة حراة الغرفة.

الحالات التاريخية لتلوث بگليسرول

المركبات المهمة المشتقة من الگليسرول

ـ يستخدم الگليسرول بوصفه مركباً ثلاثي الوظيفة الغولية في تصنيع راتنجات الألكيد alkyd resins بتفاعل بلمرة بالتكاثف مع بلا ماء حمض الفتاليك. تستخدم هذه الراتنجات على نطاق واسع في تصنيع الدهانات.

7629-2.jpg

يدخل الگليسرول أيضاً في تفاعلات مع أكسيد الإتلين وأكسيد البروبلين للحصول على مشتقات متعدد ثلاثي إيتر الگليسرول المستخدم مادة فعالة سطحياً ومادة أولية في تصنيع متعدد اليوريتان RNHCOOR'، المستعمل في صناعة المواد العازلة والإسفنج.

ـ تستخدم الإسترات الأحادية والثنائية للگليسرول مع الحموض الدسمة على نطاق واسع في الصناعات الغذائية، إذ يستعمل مادة مساعدة على الاستحلاب.

ـ يستخدم الگليسرول أيضاً حتى اليوم في تصنيع ثلاثي نترو الگليسرول C3H5(NO3)3 للحصول على الديناميت وهو أقدم استخدام للگليسرول. ويحصل على النترو جليسرين بتفاعل الگليسرول مع مزيج من حمضي الكبريت H2SO4 والآزوت HNO3 المركّزين. وهو سائل ذو لون أصفر فاتح، كتلته الحجمية 1.06غ/سم3. له شكلان بلّوريّان أحدهما ينصهر عند الدرجة 2.8 ْس والثاني ينصهر عند الدرجة 13.5 ْس. وهو يتصلب عند الدرجة 12 ْس. يحترق النترو جليسرين احتراقاً عادياً عندما يسخّن في الهواء، ولكنه ينفجر عندما يسخّن إلى أعلى من 2.8 ْس أو عند تسخينه في وعاء مغلق. وهو حساس جداً للصدمات، اكتشف عام 1846، ولكنه لم يستخدم مادة متفجّرة إلا عام 1866 على يد المهندس المخترع السويدي ألفريد نوبل الذي استخدمه في صنع الديناميت. النترو جليسرين متفجّر شائع الاستعمال حالياً، وهو يمزج عادة بمادة مسامية خاملة مثل نشارة الخشب أو هلام السيليس SiO2، وعندما يلتهب يعطي ما يعادل نحو 10000 حجمه من الغازات. والقوة الناتجة من تفجير وزن معين منه تعادل 8 أمثال القوة الناتجة من تفجير وزن مماثل من مسحوق [[البارود]ي، وتلك الناتجة من تفجير حجم معين منه تعادل 13 ضعفاً ما ينتج من تفجير حجم مماثل من مسحوق البارود. ويستعمل النترو جليسيرين في الطب عاملاً موسِّعاً للأوعية الدموية.[5]

انظرأيضاً

المصادر

  1. ^ Lide, D. R., Ed. CRC Handbook of Data on Organic Compounds, 3rd ed.; CRC Press: Boca Raton, FL, 1994; p. 4386.
  2. ^ "Viscosity of Glycerol and its Aqueous Solutions". Retrieved 2011-04-19. 
  3. ^ Handbook of Pharmaceutical excipients
  4. ^ Martindal
  5. ^ فرانسوا قره بيت. "الغليسرول". الموسوعة العربية. 

وصلات خارجية