گليسرول

الأسماء
اسم أيوپاك 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	C(C(CO)O)O
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
معامل الانكسار (nD)	1.4746
اللزوجة	1.412 Pa·s
المخاطر
(معيـَّن النار)
نقطة الوميض	160 °C (closed cup) 176 °C (open cup)
ما لم يُذكر غير ذلك، البيانات المعطاة للمواد في حالاتهم العيارية (عند 25 °س [77 °ف]، 100 kPa).
Y verify (what is YN ?)
مراجع الجدول

الگليسرول (بالإنجليزية: Glycerol) مركب ثلاثي الوظيفة الغولية ويعهد 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. وهوسائل لزج له طعم حلو، هيجروسكوبي، ليس له رائحة أولون. الجليسرول هوكحول سكري وسبب ذوبانه في الماء هووجود ثلاث مجاميع هيدروكسيل كحولية (^-OH). أما الجليسرين glycerin فهومنتج تجاري مكوَّن من الگليسرول وكمية صغيرة من الماء.

التصنيع

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

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 أودسم حيوانية. وقد تفهم شفرول Chevreul عام 1811 هذا المركب وخواصه وتبين حتى له مذاقاً حلواً، لذلك أطلق عليه اسم الغليسرين المشتق من اليونانية من حدثة 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:

يبلغ هجريز الگليسرول في المحلول المائي المتكوِّن نحو12-18%.

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.

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

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.

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

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

الخواص الفيزيائية والكيمياوية

الگليسرول سائل لزج لا لون له ولا رائحة وهوشغوف للماء. ينصهر عند الدرجةستة 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 الكثير 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.

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 أوفوسفورية ، 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 – ثلاثة – فوسفات ، وهذا الجزئ إما حتى يتحول إلى جليكوجين من خلال المسار العكسي لعملية تحلل الجلوكوز ، وإما حتى يتحول إلى حمض البيرفيك.

وتتم أيضا أكسدة الأحماض الدهنية في العضلات ، ففي العضلات القلبية تمثل الأحماض الدهنية بالعمل مصدرا معما للطاقة والتنفس ، كما تؤكسد عضلة الحجاب الحاجز الأحماض الدهنية ، أما إذا عثر 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 جميع مرة ويتم ذلك بمهاجمة ذرة الكربون في المسقط بيتا بالنسبة إلى مجموعة الكربوكسيل بحيث يتحول الحمض الدهني إلى الحمض الكيتوني اللقاء ، أما ذرتا الكربون الطرفيتنات فيتم التخلص منهما على هيئة حمض خليك ، ثم يتم عمل مجموعة كربوكسيل في موضع المجموعة الكيتونية ، وبذلك يتكون حمض دهني حديث ينقص عن الحمض الأصلي بمقدار ذرتي كربون ، ويلي ذلك مهاجمة ذرة كربون مرة أخرى في المسقط بيتا لتتكرر المراحل السابقة ، وينتج حمض دهني حديث يقل ذرتي كربون عن الحمض الأصلي. وبهذه الطريقة يتم تكسير الحمض الدهني ، بإزالة ذرتي الكربون في جميع مرة ينتج في الفترة 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.

التنافرات

من الممكن حتى ينفجر إذا مزج مع عوامل مؤكسدة قوية مثل ثلاثي أكسيد الكروميوم، وكلورات البوتاسيوم وبرمنغنات البوتاسيوم، في المحاليل الممدة يحدث هذا التفاعل بشكل أبطأ مع تشكيل بعض نواتج الأكسدة، وتبدل لون الغليسيرن للأسودقد يكون نتيجة تعرضه للضوء أوأكسيد الزنك أونترات البزموت الأساسية، كما حتى احتواء الغليسرين على شوائب الحديد هي المسؤولة عن اللون الداكن لمزائجه مع الفينولات والصفصافات والتانين. يشكل الغليسرين معقد مع حمض البور (حمض غليسروبوريك) وهوحمض أقوى من حمض البور.

الحفظ

من الممكن حتى يتبلور الگليسرول إذا حفظ في درجات الحرارة المنخفضة، ولا تذوب هذه البلورات إلا إذا تم تسخينها لدرجة 20 درجة مؤية من جديد، لذلك يجب حتى 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.

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 نتروالگليسرول C3H5(NO3)3 للحصول على الديناميت وهوأقدم استخدام للگليسرول. ويحصل على النتروجليسرين بتفاعل الگليسرول مع مزيج من حمضي الكبريت H2SO4 والآزوت HNO3 المركّزين. وهوسائل ذولون أصفر فاتح، كتلته الحجمية 1.06غ/سم3. له شكلان بلّوريّان أحدهما ينصهر عند الدرجة 2.8 ْس والثاني ينصهر عند الدرجة 13.5 ْس. وهويتصلب عند الدرجة 12 ْس. يحترق النتروجليسرين احتراقاً عادياً عندما يسخّن في الهواء، ولكنه ينفجر عندما يسخّن إلى أعلى من 2.8 ْس أوعند تسخينه في وعاء مغلق. وهوحساس جداً للصدمات، اكتشف عام 1846، ولكنه لم يستخدم مادة متفجّرة إلا عام 1866 على يد المهندس المخترع السويدي ألفريد نوبل الذي استخدمه في خلق الديناميت. النتروجليسرين متفجّر رائج الاستعمال حالياً، وهويمزج عادة بمادة مسامية خاملة مثل نشارة الخشب أوهلام السيليس SiO2، وعندما يلتهب يعطي ما يعادل نحو10000 حجمه من الغازات. والقوة الناتجة من تفجير وزن معين منه تعادلثمانية 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 النتروجليسيرين في الطب عاملاً موسِّعاً للأوعية الدموية.

انظرأيضاً

• Biodiesel by-product
• Epichlorohydrin
• Nitroglycerin
• Oleochemicals
• Saponification/Soap making
• Solketal
• Sugar alcohol
• Transesterification

المصادر

وصلات خارجية

• Glycerol on BioChemInfo.org
• Absolute alcohol using glycerol
• Computational Chemistry Wiki
• Physical Propetry of glycerol