Mastný alkohol - Fatty alcohol

Příklad mastného alkoholu

Mastné alkoholy (nebo dlouhým řetězcem alkoholy ) jsou obvykle vysoké molekulární hmotností, s přímým řetězcem primárních alkoholů , ale může také pohybovat s pomocí pouhých 4-6 atomy uhlíku, na tolik jako 22-26, odvozené od přírodních tuků a olejů. Přesná délka řetězu se liší podle zdroje. Některé komerčně důležité mastné alkoholy jsou lauryl , stearyl a oleylalkoholy . Jsou to bezbarvé olejovité kapaliny (pro menší množství uhlíku) nebo voskovité pevné látky, i když nečisté vzorky mohou vypadat žlutě. Mastné alkoholy mají obvykle sudý počet atomů uhlíku a jednu alkoholovou skupinu(–OH) připojený k terminálnímu uhlíku. Některé jsou nenasycené a jiné jsou rozvětvené. Jsou široce používány v průmyslu. Jak s mastnými kyselinami, jsou často označované podle počtu atomů uhlíku v molekule, jako je například „je C 12 alkohol“, který je alkohol, který má 12 atomů uhlíku, jako je například dodekanol .

Výroba a výskyt

Většina mastných alkoholů se v přírodě vyskytuje jako vosky, které jsou estery s mastnými kyselinami a mastnými alkoholy. Jsou vyráběny bakteriemi, rostlinami a zvířaty za účelem vztlaku, jako zdroj metabolické vody a energie, čočky biosonaru (mořští savci) a pro tepelnou izolaci ve formě vosků (v rostlinách a hmyzu). Mastné alkoholy byly nedostupné až do začátku 20. století. Ty byly původně získány redukcí voskových esterů s sodíku u redukčního Bouveault-Blanc procesu. Ve třicátých letech 20. století byla uvedena na trh katalytická hydrogenace , která umožňovala konverzi esterů mastných kyselin, typicky loje , na alkoholy. V roce 1940 a 1950, petrochemie stal důležitým zdrojem chemických látek, a Karl Ziegler objevil polymeraci z ethylenu . Tyto dva vývojové trendy otevřely cestu syntetickým mastným alkoholům.

Z přírodních zdrojů

Tradičními zdroji mastných alkoholů byly z velké části různé rostlinné oleje , které zůstávají surovinou ve velkém měřítku . Živočišné tuky (loj) měly historický význam, zejména velrybí olej , avšak již se ve velkém měřítku nepoužívají. Loje produkují poměrně úzkou škálu alkoholů, převážně C 16 – C 18 , zatímco rostlinné zdroje produkují širší škálu alkoholů z (C 6 – C 24 ), což z nich činí preferovaný zdroj. Alkoholy se získávají z triglyceridů (triestery mastných kyselin), které tvoří hlavní část oleje. Tento způsob zahrnuje transesterifikaci triglyceridů se získá methyl- esterů , které jsou pak hydrogenovány za vzniku mastné alkoholy. Vyšší alkoholy (C 20 – C 22 ) lze získat z řepkového oleje nebo z hořčičného oleje . Alkoholické nápoje se vyrábějí z kokosového oleje (C 12 – C 14 ) nebo oleje z palmových jader (C 16 – C 18 ).

Z petrochemických zdrojů

Mastné alkoholy se také připravují z petrochemických zdrojů. V procesu Zieglerova , ethylen je oligomeruje použití triethylaluminia následnou oxidací vzduchem. Tento proces poskytuje sudé alkoholy:

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

Alternativně může být ethylen oligomerizován za vzniku směsí alkenů, které jsou podrobeny hydroformylaci , čímž je získán lichý aldehyd, který je následně hydrogenován. Například, z 1-decenu, hydroformylace dává C 11 alkohol:

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

V procesu Shell s vyššími olefiny je distribuce délky řetězce v počáteční směsi alkenových oligomerů upravena tak, aby lépe odpovídala poptávce na trhu. Shell to dělá pomocí reakce mezilehlé metateze . Výsledná směs se frakcionuje a hydroformyluje / hydrogenuje v následujícím kroku.

Aplikace

Mastné alkoholy se používají hlavně při výrobě detergentů a povrchově aktivních látek. Jsou také složkami kosmetiky , potravin a jako průmyslová rozpouštědla . Vzhledem ke své amfipatické povaze se mastné alkoholy chovají jako neiontové povrchově aktivní látky . Našli použití jako koemulgátory , změkčovadla a zahušťovadla v kosmetickém a potravinářském průmyslu . Asi 50% komerčně používaných mastných alkoholů je přírodního původu, zbytek jsou syntetické.

Výživa

Bylo zjištěno, že mastné alkoholy s velmi dlouhým řetězcem (VLCFA), získané z rostlinných vosků a včelího vosku, snižují hladinu cholesterolu v plazmě u lidí. Mohou být nalezeny v nerafinovaných obilných zrnech, včelím vosku a mnoha potravinách pocházejících z rostlin. Zprávy naznačují, že 5–20 mg smíšených alkoholů C 24 – C 34 denně , včetně oktakosanolu a triakontanolu , snižuje hladinu lipoproteinů s nízkou hustotou (LDL) o 21% –29% a zvyšuje hladinu lipoproteinů s vysokou hustotou o 8% –15. %. Estery vosku jsou hydrolyzovány pankreatickou esterázou závislou na žlučových solích a uvolňují alkoholy s dlouhým řetězcem a mastné kyseliny, které jsou absorbovány v gastrointestinálním traktu . Studie metabolismu mastných alkoholů ve fibroblastech naznačují, že mastné alkoholy s velmi dlouhým řetězcem, mastné aldehydy a mastné kyseliny se v cyklu mastných alkoholů reverzibilně přeměňují . Metabolismus těchto sloučenin je narušen u několika zděděných lidských peroxisomálních poruch, včetně adrenoleukodystrofie a Sjögren – Larssonova syndromu .

Bezpečnost

Lidské zdraví

Mastné alkoholy jsou relativně neškodné látky, přičemž LD 50 (orální, potkan) se pohybuje v rozmezí od 3,1–4 g / kg pro hexanol do 6–8 g / kg pro oktadekanol. U osoby s hmotností 50 kg se tyto hodnoty promítnou do více než 100 g. Zkoušky akutní a opakované expozice odhalily nízkou úroveň toxicity při vdechování, orální nebo dermální expozici mastným alkoholům. Mastné alkoholy nejsou příliš těkavé a akutní smrtelná koncentrace je vyšší než tlak nasycených par. Mastné alkoholy s delšími řetězci (C 12 – C 16 ) produkují méně zdravotních účinků než krátké řetězce (menší než C 12 ). Mastné alkoholy s krátkým řetězcem jsou považovány za dráždivé pro oči, zatímco alkoholy s dlouhým řetězcem nejsou. Mastné alkoholy nevykazují žádnou senzibilizaci kůže.

Opakovaná expozice mastným alkoholům vyvolává toxicitu nízké úrovně a některé sloučeniny v této kategorii mohou při kontaktu způsobit místní podráždění nebo slabé účinky na játra (v zásadě mají lineární alkoholy mírně vyšší výskyt těchto účinků). Při vdechování a orální expozici nebyly pozorovány žádné účinky na centrální nervový systém. Testy opakovaných bolusových dávek 1-hexanolu a 1-oktanolu ukázaly potenciál pro útlum CNS a vyvolané respirační potíže. Nebyl nalezen žádný potenciál pro periferní neuropatii. U potkanů ​​se hladina nepozorovatelného nepříznivého účinku ( NOAEL ) pohybuje od 200 mg / kg / den do 1 000 mg / kg / den po požití. Neexistují žádné důkazy o tom, že mastné alkoholy jsou karcinogenní, mutagenní nebo způsobují reprodukční toxicitu nebo neplodnost. Mastné alkoholy jsou při expozici účinně vylučovány z těla, což omezuje možnost retence nebo bioakumulace .

Okraje expozice vyplývající z použití těchto chemikálií spotřebitelem jsou přiměřené pro ochranu lidského zdraví, jak stanoví program pro vysoké objemy chemikálií Organizace pro hospodářskou spolupráci a rozvoj (OECD).

životní prostředí

Mastné alkoholy až s délkou řetězce C 18 jsou biologicky odbouratelné, s délkou až do C 16, biologické degradace do 10 dnů úplně. Bylo zjištěno, že řetězce C 16 až C 18 biodegradují z 62% na 76% za 10 dní. Bylo zjištěno, že řetězce větší než C18 degradují o 37% za 10 dní. Polní studie v čistírnách odpadních vod ukázaly, že je odstraněno 99% mastných alkoholů o délce C 12 – C 18 .

Predikce osudu pomocí modelování fugacity ukázala, že mastné alkoholy s délkou řetězce C 10 a větší ve vodě se rozdělí do sedimentu. Předpokládá se, že délky C 14 a vyšší zůstanou po uvolnění ve vzduchu. Modelování ukazuje, že každý typ mastného alkoholu bude reagovat nezávisle na uvolňování prostředí.

Vodní organismy

Ryby , bezobratlí a řasy mají podobné hladiny toxicity s mastnými alkoholy, i když to závisí na délce řetězce, přičemž kratší řetězec má větší potenciál toxicity. Delší délky řetězce nevykazují toxicitu pro vodní organismy.

Velikost řetězu Akutní toxicita pro ryby Chronická toxicita pro ryby
<C 11 1–100 mg / l 0,1–1,0 mg / l
C 11 –C 13 0,1–1,0 mg / l 0,1– <1,0 mg / l
C 14 –C 15 - 0,01 mg / l
> C 16 - -

Tato kategorie chemických látek byla hodnocena v rámci programu Organizace pro hospodářskou spolupráci a rozvoj (OECD) s vysokým objemem výroby chemických látek. Nebyla zjištěna žádná nepřijatelná rizika pro životní prostředí.

Tabulka s běžnými názvy

Tato tabulka uvádí některé alkylalkoholy. Všimněte si, že alkoholy se sudým počtem atomů uhlíku mají obecně běžné názvy, protože se vyskytují v přírodě, zatímco ty, které mají lichý počet atomů uhlíku, obecně nemají běžný název.

název Atomy uhlíku Větve / sytost Vzorec
terc -Butylalkohol 4 atomy uhlíku rozvětvený C 4 H 10 O
terc- amylalkohol 5 atomů uhlíku rozvětvený C 5 H 12 O
3-methyl-3-pentanol 6 atomů uhlíku rozvětvený C 6 H 14 O
1-heptanol ( enantický alkohol) 7 atomů uhlíku C 7 H 16 O
1-oktanol (kaprylalkohol) 8 atomů uhlíku C 8 H 18 O
Pelargonový alkohol (1-nonanol) 9 atomů uhlíku C 9 H 20 O
1-Decanol (decylalkohol, kaprin alkohol) 10 atomů uhlíku C 10 H 22 O
Undecylalkohol (1-undekanol, undekanol, hendekanol) 11 atomů uhlíku C 11 H 24 O
Laurylalkohol (dodekanol, 1-dodekanol) 12 atomů uhlíku C 12 H 26 O
Tridecylalkohol (1- tridecanol, tridecanol , isotridecanol) 13 atomů uhlíku C 13 H 28 O
Myristylalkohol (1-tetradekanol) 14 atomů uhlíku C 14 H 30 O
Pentadecylalkohol (1-pentadecanol, pentadecanol) 15 atomů uhlíku C 15 H 32 O
Cetylalkohol (1-hexadekanol) 16 atomů uhlíku C 16 H 34 O
Palmitoleylalkohol (cis-9-hexadecen-1-ol) 16 atomů uhlíku nenasycené C 16 H 32 O
Heptadecylalkohol (1-n-heptadekanol, heptadekanol) 17 atomů uhlíku C 17 H 36 O
Stearylalkohol (1-oktadekanol) 18 atomů uhlíku C 18 H 38 O
Oleylalkohol (1-oktadecenol) 18 atomů uhlíku nenasycené C 18 H 36 O
Nonadecylalkohol (1-nonadekanol) 19 atomů uhlíku C 19 H 40 O
Arachidylalkohol (1-eikosanol) 20 atomů uhlíku C 20 H 42 O
Heneikosyl alkohol (1-heneikosanol) 21 atomů uhlíku C 21 H 44 O
Behenylalkohol (1-dokosanol) 22 atomů uhlíku C 22 H 46 O
Erucylalkohol (cis-13-docosen-1-ol) 22 atomů uhlíku nenasycené C 22 H 44 O
Lignocerylalkohol (1-tetrakosanol) 24 atomů uhlíku C 24 H 50 O
Cerylalkohol (1-hexakosanol) 26 atomů uhlíku C 26 H 54 O
1-Heptacosanol 27 atomů uhlíku C 27 H 56 O
Montanylalkohol , cluytylalkohol nebo 1-oktakosanol 28 atomů uhlíku C 28 H 58 O
1-Nonacosanol 29 atomů uhlíku C 29 H 60 O
Myricyl alkohol , melissylalkohol nebo 1-triakontanol 30 atomů uhlíku C 30 H 62 O
1-Dotriacontanol (Lacceryl alkohol) 32 atomů uhlíku C 32 H 66 O
Geddylalkohol (1-tetratriakontanol) 34 atomů uhlíku C 34 H 70 O

Reference

externí odkazy