| Стеарин қышқылы | ||
 | ||
| ||
| Жалпы мәліметтері | ||
|---|---|---|
| IUPAC атауы | Октадекан қышқылы | |
| Басқа атаулары | н-Октадекан қышқылы, C18:0, стеарофан қышқылы | |
| Химиялық формуласы | C18H36O2 | |
| Рац. формуласы | C17H35COOH | |
| Физикалық қасиеттері | ||
| Күйі | түссіз немесе ақ балауыз тәрізді кристалдар | |
| Мольдік массасы | 284,48 г/моль | |
| Тығыздығы | 0,9408 (20 °C), 0,847 (70 °C) г/см³ | |
| Сыну көрсеткіші | 1,4299 (80 °C) | |
| Жылу қасиеттері | ||
| Балқу t | 69,2–69,9 °C | |
| Қайнау t | шамамен 361 (ыдырауы мүмкін) °C | |
| Тұтану t | шамамен 205 °C | |
| Өзіндігінен жалындану t | шамамен 395 °C | |
| Мольдік жылу сыйымдылығы | шамамен 501,5 Дж/(моль·К) | |
| Пайда болу жылулығы | шамамен −948 | |
| Бу қысымы | 25 °C-та өте төмен | |
| Химиялық қасиеттері | ||
| Қышқылдығы (pKa) | шамамен 4,5 | |
| Ерігіштігі | суда іс жүзінде ерімейді (0,0029 г/100 г, 20 °C); ыстық этанолда, диэтил эфирінде, хлороформда ериді | |
| Классификациясы | ||
| CAS нөмірі | 57-11-4 | |
| PubChem | ||
| SMILES | CCCCCCCCCCCCCCCCCC(=O)O (3D-моделі) | |
| InChI | 1S/C18H36O2/c1-2-3-4-5-6-7-8-9-10-11-12-13-14-15-16-17-18(19)20/h2-17H2,1H3,(H,19,20) | |
| ChEBI | 28842 | |
| ChemSpider | ||
| Қауіпсіздігі | ||
| NFPA 704 |
1 0 0 | |
| Егер басқаша көрсетілмесе, деректер стандартты жағдайлар (25 °C, 100 кПа) үшін беріледі. | ||
Стеарин қышқылы Ортаққорда | ||
Стеарин қышқылы немесе октадекан қышқылы — химиялық формуласы C18H36O2, ықшамдалған құрылымдық формуласы CH3(CH2)16COOH болатын бір негізді, түзу тізбекті қаныққан май қышқылы. Липидтік белгіленуі — 18:0, яғни молекулада 18 көміртек атомы бар және көміртек-көміртек қос байланыстары жоқ.
Қалыпты жағдайда ол ақ немесе түссіз, балауыз тәрізді қатты зат. Табиғатта бос күйінде аз мөлшерде, негізінен жануарлар майы мен өсімдік майларының триацилглицериндері құрамында күрделі эфир түрінде кездеседі. Стеарин қышқылының тұздары мен күрделі эфирлері стеараттар немесе жүйелік атауы бойынша октадеканоаттар деп аталады.
Өнеркәсіптік «стеарин қышқылы» әрдайым таза октадекан қышқылы бола бермейді. Саудадағы техникалық өнім көбіне стеарин және пальмитин қышқылдарының, кейде аз мөлшердегі олеин және басқа май қышқылдарының қоспасы болып табылады. Сондықтан техникалық өнімнің балқу температурасы мен қышқылдық саны оның құрамына қарай өзгереді.
Атауы және зерттелу тарихы
«Стеарин» атауы көне гректің көне грекше: στέαρ — «май», «мал майы» деген сөзінен шыққан. Стеарин қышқылын француз химигі Мишель Эжен Шеврёль жануар майларын зерттеу кезінде XIX ғасырдың басында сипаттаған. Оның майлардың сабындануы мен жеке май қышқылдарына бөлінуін зерттеуі қазіргі липидтер химиясының қалыптасуына негіз болды.
«Стеарин қышқылы» мен «стеарин» ұғымдарын ажырату қажет:
- стеарин қышқылы — жеке химиялық қосылыс, таза октадекан қышқылы;
- тристеарин — глицерин мен стеарин қышқылының үш еселі күрделі эфирі;
- өндірістік қолданыстағы стеарин — көбіне стеарин және пальмитин қышқылдарының қатты қоспасы.
Молекулалық және кристалдық құрылысы
Стеарин қышқылының молекуласы екі функционалдық бөліктен тұрады:
- полярлы карбоксил тобы — COOH;
- 17 көміртек атомынан тұратын полярсыз көмірсутектік бөлік — C17H35.
Ұзын көмірсутектік тізбек молекулаға айқын гидрофобтылық береді, ал карбоксил тобы сутектік байланыстар түзуге және негіздермен, металдармен әрекеттесуге мүмкіндік береді. Қатты күйде карбоксил топтары өзара сутектік байланыстар арқылы димерлер түзе алады. Молекулалардың реттелген, параллель орналасуы салыстырмалы түрде жоғары балқу температурасын туғызады.
Стеарин қышқылы бірнеше кристалдық модификацияда кездеседі. Жақсы зерттелген B-пішіні моноклиндік кристалдық жүйеге жатады; оның элементар ұяшығының параметрлері молекулалардың ұзын осьтері қабаттар түрінде орналасатынын көрсетеді.
Физикалық қасиеттері
Ерігіштігі
Стеарин қышқылының ұзын гидрофобты тізбегі оның суда нашар еруіне себеп болады. Температура жоғарылаған сайын судағы ерігіштік біршама артады, бірақ бөлме температурасында ол іс жүзінде ерімейтін зат болып саналады.
Стеарин қышқылы диэтил эфирінде, хлороформда, бензол мен толуолда, көміртек дисульфидінде, көміртек тетрахлоридінде, ыстық этанолда, ацетонда және бірқатар басқа органикалық еріткіштерде ериді.
Сілті ерітінділерінде ол химиялық реакция нәтижесінде суда дисперсияланатын немесе еритін стеараттарға айналады.
Таза және техникалық өнімнің айырмашылығы
Таза октадекан қышқылы шамамен 69,6 °C-та балқиды. Ал құрамында пальмитин және басқа май қышқылдары бар техникалық өнімдердің балқу аралығы шамамен 40–65 °C болуы мүмкін. Сондықтан фармакопеялық, тағамдық және өндірістік маркалардың сипаттамаларын салыстырғанда өнімнің нақты май-қышқылдық құрамын ескеру қажет.
Химиялық қасиеттері
Стеарин қышқылы қаныққан бір негізді карбон қышқылдарына тән реакцияларға түседі.
Бейтараптану және стеараттардың түзілуі
Сілтілермен әрекеттескенде стеараттар түзіледі:
![{\displaystyle {\mathrm {C} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{17}}\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{35}}\mathrm {COOH} {}+{}\mathrm {NaOH} {}\mathrel {\longrightarrow } {}\mathrm {C} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{17}}\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{35}}\mathrm {COONa} {}+{}\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {O} }}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/3843d9ef7badebc785a2bcb2d250a57d1c0e6c9e)
Натрий және калий стеараттары сабындардың құрамына кіреді. Кальций, магний, мырыш, алюминий және басқа металдардың стеараттары суда нашар еритін қатты заттар болып табылады.
Карбонаттармен әрекеттесуі:
![{\displaystyle {2\,\mathrm {C} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{17}}\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{35}}\mathrm {COOH} {}+{}\mathrm {Na} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {CO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}{}\mathrel {\longrightarrow } {}2\,\mathrm {C} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{17}}\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{35}}\mathrm {COONa} {}+{}\mathrm {CO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\uparrow {}{}+{}\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {O} }}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/fb8c250741a8ba70940c9d9c869c4cfddf72a9f9)
Металл оксидтерімен немесе гидроксидтерімен тікелей әрекеттесу арқылы металл стеараттарын алуға болады:
![{\displaystyle {2\,\mathrm {C} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{17}}\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{35}}\mathrm {COOH} {}+{}\mathrm {Ca} (\mathrm {OH} ){\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}{}\mathrel {\longrightarrow } {}\mathrm {Ca} (\mathrm {C} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{17}}\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{35}}\mathrm {COO} ){\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}{}+{}2\,\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {O} }}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/446f67ca2571b88be547fcf1fbdb5e8ac5a7b548)
Этерификация
Спирттермен қышқылдық катализатор қатысында күрделі эфирлер түзеді:
![{\displaystyle {\mathrm {C} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{17}}\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{35}}\mathrm {COOH} {}+{}\mathrm {R} {-}\mathrm {OH} {}\mathrel {\longrightleftharpoons } {}\mathrm {C} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{17}}\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{35}}\mathrm {COOR} {}+{}\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {O} }}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/6562de4435413f9d44849d6c25ded583eb409c96)
Маңызды күрделі эфирлеріне метилстеарат, этилстеарат, гликоль стеараттары және глицерин стеараттары жатады.
Глицеринмен толық этерификация кезінде тристеарин түзіледі:
![{\displaystyle {3\,\mathrm {C} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{17}}\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{35}}\mathrm {COOH} {}+{}\mathrm {C} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{5}}(\mathrm {OH} ){\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}{}\mathrel {\longrightleftharpoons } {}\mathrm {C} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{5}}(\mathrm {OCOC} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{17}}\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{35}}){\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}{}+{}3\,\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {O} }}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/eb3dca127ff444353914fe55ff892ef68cf05ecb)
Тотықсыздану
Күшті тотықсыздандырғыштар немесе каталитикалық гидрлеу жағдайында карбоксил тобы тотықсызданып, стеарил спирті түзілуі мүмкін:
![{\displaystyle {\mathrm {C} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{17}}\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{35}}\mathrm {COOH} {}+{}2\,\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}{}\mathrel {\longrightarrow } {}\mathrm {C} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{18}}\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{37}}\mathrm {OH} {}+{}\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {O} }}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/10361d9beacc07c31d741fe39193e65f32d37582)
Жану
Толық жанғанда көмірқышқыл газы мен су түзіледі:
![{\displaystyle {\mathrm {C} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{18}}\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{36}}\mathrm {O} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}{}+{}26\,\mathrm {O} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}{}\mathrel {\longrightarrow } {}18\,\mathrm {CO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}{}+{}18\,\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {O} }}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/1f29dc8f8d5c8aa4a9baca1e66dbb373a68357be)
Термиялық өзгерістері
Жоғары температурада стеарин қышқылы декарбоксилдену, декарбонилдену және көмірсутектік тізбектің ыдырау реакцияларына ұшырауы мүмкін. Катализатор түріне қарай негізгі өнімдер ретінде гептадекан, гептадецендер, көміртек(II) оксиді, көмірқышқыл газы және су түзіледі.
Табиғатта кездесуі
Стеарин қышқылы табиғи майларда көбіне триацилглицериндер құрамында кездеседі. Жануар майларында оның мөлшері, әдетте, көптеген сұйық өсімдік майларына қарағанда жоғары.
Шамамен алынған май-қышқылдық үлестері:
| Май немесе табиғи шикізат | Стеарин қышқылының шамамен мөлшері (%) |
|---|---|
| Сиыр майы | 20–35 |
| Қой майы | 15–30 |
| Шошқа майы | 10–18 |
| Сары май | 9–13 |
| Какао майы | 30–37 |
| Ши майы | 28–45 |
| Пальма майы | бірнеше пайыз (әдетте) |
| Соя, күнбағыс және рапс майлары | 2–6 (немесе одан төмен) |
Мөлшерлер жануардың тұқымына, қоректенуіне, өсімдіктің сортына, өсу жағдайына және майды анықтау әдісіне қарай өзгереді. Ұзақ сақтау немесе липазалардың әсері кезінде триацилглицериндер гидролизденіп, бос стеарин қышқылының мөлшері артуы мүмкін.
Алынуы
Майлардың гидролизі
Өнеркәсіпте стеарин қышқылын алудың негізгі шикізаты — жануар майлары, пальма майы, гидрленген өсімдік майлары және майларды тазарту кезінде түзілетін жанама өнімдер.
Тристеариннің гидролизі:
![{\displaystyle {\mathrm {C} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{5}}(\mathrm {OCOC} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{17}}\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{35}}){\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}{}+{}3\,\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {O} {}\mathrel {\longrightarrow } {}3\,\mathrm {C} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{17}}\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{35}}\mathrm {COOH} {}+{}\mathrm {C} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{5}}(\mathrm {OH} ){\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/9077ea93dfb16977bb17806c0ccdbe4456414c7c)
Қазіргі май ажырату қондырғыларында май мен су жоғары температура мен қысымда қарсы ағынмен әрекеттеседі. Әдеттегі технологиялық тізбек:
- шикі майды тазарту және сусыздандыру;
- триацилглицериндерді сумен гидролиздеу;
- глицеринді су фазасынан бөліп алу;
- шикі май қышқылдарын вакуумда айдау;
- қанықпаған қышқылдарды гидрлеу;
- пальмитин және стеарин фракцияларын дистилляция немесе кристалдандыру арқылы бөлу;
- түссіздендіру, иіссіздендіру және дайын өнімді қалыптау.
Өнеркәсіптік қысымдық гидролиз, мысалы, 200–260 °C температурада және бірнеше мегапаскаль қысымда жүргізілуі мүмкін. Нақты режим шикізат пен қондырғыға байланысты.
Сабындандыру және қышқылмен ыдырату
Майды натрий гидроксидімен сабындандырғанда глицерин мен май қышқылдарының натрий тұздары түзіледі:
![{\displaystyle {\mathrm {C} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{5}}(\mathrm {OCOR} ){\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}{}+{}3\,\mathrm {NaOH} {}\mathrel {\longrightarrow } {}\mathrm {C} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{5}}(\mathrm {OH} ){\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}{}+{}3\,\mathrm {RCOONa} }}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/2bfe3af0206cc6028e228de0ea550771cd63938b)
Алынған сабынды күкірт немесе тұз қышқылымен өңдегенде бос май қышқылдары бөлінеді:
![{\displaystyle {2\,\mathrm {RCOONa} {}+{}\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {SO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{4}}{}\mathrel {\longrightarrow } {}2\,\mathrm {RCOOH} {}+{}\mathrm {Na} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {SO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{4}}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/55205eca8fc84fa8ec1fbad8d85272bdecc6a0c5)
Бұл әдіс лабораториялық жағдайда қарапайым болғанымен, өнеркәсіптік өндірісте көп мөлшерде минералдық тұздар мен қышқылды ағынды су түзуі мүмкін.
Олеин қышқылын гидрлеу
Олеин қышқылындағы қос байланысты каталитикалық гидрлеу арқылы стеарин қышқылына айналдырады:
![{\displaystyle {\mathrm {CH} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}(\mathrm {CH} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}){\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{7}}\mathrm {CH} {=}\mathrm {CH} (\mathrm {CH} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}){\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{7}}\mathrm {COOH} {}+{}\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}{}\mathrel {\longrightarrow } {}\mathrm {CH} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}(\mathrm {CH} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}){\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{16}}\mathrm {COOH} }}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/8cc2c6d95ada39670f098fad63ceec2834807a93)
Реакция никель, палладий немесе басқа гидрлеу катализаторларының қатысында жүргізіледі. Өнеркәсіпте көбіне таза олеин қышқылы емес, C18 қанықпаған май қышқылдарының қоспасы гидрленеді.
Гидрлеу барысында:
- олеин қышқылы;
- линол қышқылы;
- линолен қышқылы
біртіндеп қаныққан стеарин қышқылына айналады. Катализатордың белсенділігі, сутек қысымы, температура және араластыру дәрежесі өнімнің йод санына және қалдық қанықпаған қышқылдардың мөлшеріне әсер етеді.
Көмірсутектерді тотықтыру
Стеарин қышқылын және басқа жоғары май қышқылдарын парафиндік көмірсутектерді ауа оттегімен каталитикалық тотықтыру арқылы да алуға болады. Тарихи технологияларда марганец тұздары катализатор ретінде қолданылған. Бұл әдіс көміртек тізбегінің әртүрлі ұзындығындағы қышқылдардың қоспасын береді, сондықтан кейін фракциялық айдау қажет.
Фракциялау және тазарту
Шикі май қышқылдары қоспасынан стеарин қышқылын бөліп алу үшін:
- вакуумдық ректификация;
- еріткіштік кристалдандыру;
- сатылы салқындату;
- престеп фракциялау;
- мочевинамен кешен түзу;
- молекулалық айдау
әдістері қолданылуы мүмкін.
Пальмитин мен стеарин қышқылдарының қайнау температуралары бір-біріне жақын болғандықтан, оларды өте жоғары тазалықпен бөлу күрделі. Осы себепті көптеген өнеркәсіптік маркалар осы екі қышқылдың белгілі қатынастағы қоспасы ретінде шығарылады.
Өндірістік технологиялар және патенттер
Стеарин қышқылы өндірісіне қатысты патенттер шикізатты дайындау, майларды гидролиздеу, соапстоктарды өңдеу, қанықпаған май қышқылдарын гидрлеу, катализатор қызметінің мерзімін ұзарту және өнімді фракциялау сатыларын қамтиды.
| Құжат | Ел, жыл | Технологияның қысқаша мазмұны | Ескертпе |
|---|---|---|---|
| SU 259868 A1 | КСРО, 1970 | Май қышқылдарының қоспасынан техникалық қатты фракция алу мен бөлуге арналған ерте кеңестік технология. | IPC: C07C 53/126, C07C 51/487 |
| SU 443059 A1 | КСРО, 1974 | Өсімдік майларының соапстоктарын күкірт қышқылымен 80–85 °C-та өңдеу, майды гидролиздеу, май қышқылдарын дистилляциялау және калиймен промоторланған қаңқалы никель-алюминий катализаторында гидрлеу. | Гидрлеу 210 °C-та, құрамында 70%-ға дейін стеарин қышқылы; катализатор 6–7 рет қолданылады. |
| SU 1675297 A1 | КСРО, 1991 | Техникалық стеарин қышқылын каталитикалық гидрлеу, катализатордың өнімділігі мен ұзақ мерзімділігіне баса назар аударылған. | Гидрлеу циклы шамамен 80 сағатқа дейін бақыланған. |
| RU 2048511 C1 | Ресей, 1995 | Өсімдік майларының соапстоктарын 160–180 °C-та гидролиздеу, эмульсияны 80–90 °C-та күкірт қышқылымен рН 2,0–2,5 дейін ыдырату. | Май қышқылдары қоспасын береді (кейін гидрленеді және фракцияланады). |
| RU 2510617 C2 | Ресей, 2014 | Стеарин қышқылы мен кальций гидроксидінен су ортасында кальций стеаратын тікелей синтездеу (алдымен 58–65 °C-та эмульсия, содан кейін 70–85 °C-та термиялық өңдеу). | Стеарин қышқылы туындысын өндіруге арналған патент. |
| KZ 7569 U | Қазақстан, 2022 | Құрамында 0,5–0,8 масс.% стеарин қышқылы бар, су сіңіруі төмен және жанғыштығы азайтылған ағаш-полимер композиті. | Стеарин қышқылын модификатор ретінде пайдалану мысалы (синтез емес). |
| CN 102942994 A | Қытай, 2013 | Пальма майын 245–260 °C және 48–55 барда гидролиздеу, никель катализаторында гидрлеу (160 °C, 25 бар, 0,06% Ni) және 2–3 бағаналы дистилляция. | Гидрлеу сатысының егжей-тегжейлі параметрлері көрсетілген. |
| US 9,957,465 B2 | АҚШ, 2018 | Майды иіссіздендіру және айдау, май қышқылдарын концентрлеу, гидрлеу және дистилляция арқылы стеарин және пальмитин фракцияларын алу. | Кейбір нұсқаларда дәстүрлі толық гидролиз сатысынсыз жанама өнімдер пайдаланылады. |
Қазақстанның ашық патенттік бюллетеньдерінде стеарин қышқылы көбіне полимерлерге, құрылыс материалдарына, фармацевтикалық препараттарға және басқа композицияларға қосылатын майлағыш, гидрофобтаушы немесе диспергирлеуші компонент ретінде кездеседі. Қолжетімді ашық іздеу нәтижелерінде стеарин қышқылының өзін өндіруді негізгі нысан еткен қазақстандық ұлттық патент анықталмаған. Бұл тұжырым патенттік қордың толық сараптамасы емес және дерекқорларды кәсіби жіктемелік іздестіру нәтижесінде нақтылануы мүмкін.
Өнеркәсіптік маркалары және сапа көрсеткіштері
Техникалық стеарин қышқылы әртүрлі маркамен шығарылады. Маркалардағы сандық белгілер өндірушіге қарай әртүрлі түсіндірілуі мүмкін, сондықтан оларды әмбебап халықаралық жіктеу деп қарастыруға болмайды.
Өнім сапасын сипаттайтын негізгі көрсеткіштер:
- стеарин қышқылының C18 массалық үлесі;
- пальмитин қышқылының C16 массалық үлесі;
- қышқылдық саны;
- сабындану саны;
- йод саны;
- қату немесе балқу температурасы;
- түсі;
- ылғал мөлшері;
- сабынданбайтын заттардың мөлшері;
- минералдық күл;
- қалдық никель және басқа металдар;
- пероксидтік саны.
Жоғары йод саны өнімде қанықпаған май қышқылдарының қалғанын көрсетеді. Фармацевтикалық және тағамдық өнімдерде ауыр металдар, тотығу өнімдері және жануар немесе өсімдік текті шикізаттың қадағалануы қосымша бақыланады.
Қолданылуы
Сабын және жуғыш заттар
Стеарин қышқылының натрий және калий тұздары қатты және жұмсақ сабындардың құрамына кіреді. Натрий стеараты сабынға қаттылық береді, ал калий стеараты суда жақсырақ дисперсияланып, жұмсақ немесе сұйық өнімдерде қолданылады.
Косметика
Косметикалық өнімдерде стеарин қышқылы қоюландырғыш, консистенция реттегіш, эмульсия тұрақтандырғышы, жұмсартқыш, ББЗ өндіруге арналған бастапқы зат ретінде пайдаланылады.
Ол кремдерде, лосьондарда, қырыну көбігінде, сабында, сусабында, ерін далабында және декоративтік косметикада кездеседі. Этиленгликоль моно- және дистеараттары косметикалық өнімдерге інжу тәрізді жылтыр береді.
Шырақ өндірісі
Стеарин немесе стеарин қышқылы парафинге қосылғанда шырақтың қаттылығын арттырады, балқу температурасын жоғарылатады, қалыптан алынуын жеңілдетеді, жану кезінде майысу мен ағуды азайтады, бетінің күңгірт әрі біркелкі болуына ықпал етеді.
Таза стеарин шырақтары парафин шырақтарына қарағанда қаттырақ болады.
Резеңке өнеркәсібі
Резеңке қоспаларында стеарин қышқылы:
- мырыш оксидімен әрекеттесіп, белсенді мырыш стеаратын түзеді;
- вулканизация активаторы ретінде әсер етеді;
- толтырғыштардың таралуын жақсартады;
- араластыру және қалыптау кезінде майлағыш қызметін атқарады;
- резеңкенің металл қалыптан бөлінуін жеңілдетеді.
Пластмасса және полимерлер
Стеарин қышқылы мен металл стеараттары полимер өндірісінде:
- ішкі және сыртқы майлағыш;
- қалыптан босатқыш;
- диспергирлеуші;
- қышқылдық қалдықтарды бейтараптандырғыш;
- ПВХ-ның жылу тұрақтандырғыш жүйесінің компоненті ретінде қолданылады.
Кальций және мырыш стеараттарының қоспалары қорғасын мен кадмий негізіндегі ескі тұрақтандырғыштарға балама ретінде пайдаланылады.
Майлау материалдары
Литий стеараты литийлік пластикалық майлардың негізгі қоюландырғыштарының бірі. Кальций, натрий және алюминий стеараттары да майлау материалдарының құрылымын қалыптастыру үшін қолданылады.
Фармацевтика
Стеарин қышқылы және оның тұздары:
- таблетка престерінің пуансондары мен матрицаларын майлау;
- ұнтақтардың жабысуын азайту;
- таблеткалардың қалыптан шығарылуын жеңілдету;
- жақпа майлар мен суппозиторийлердің консистенциясын реттеу;
- дәрілік заттардың бөліну жылдамдығын өзгерту үшін пайдаланылады.
Магний стеараты — таблеткалар өндірісіндегі кең таралған қосымша зат. Алайда гидрофобты майлағышты шамадан тыс мөлшерде немесе ұзақ араластырғанда таблетканың сулануы мен еруі баяулауы мүмкін.
Тамақ өнеркәсібі
Стеарин қышқылы тағамда табиғи майлардың құрамында кездеседі және кейбір елдерде май қышқылдарына арналған E570 тағамдық қоспалар тобына кіреді. Ол глазурлеуші, көбіктенуді шектеуші, тұрақтандырғыш немесе басқа тағамдық қоспаларды өндіруге арналған бастапқы зат ретінде қолданылуы мүмкін.
Басқа салалар
Стеарин қышқылы металл және аяқ киім жылтыратқыштарында, тоқыма материалдарын жұмсартуда, қағазды гидрофобтауда, құрылыс қалыптарына арналған бөлгіш қабаттарда, керамикалық ұнтақтарды престеуде, металл ұнтақтарын қалыптауда, бояулар мен лактарда, аккумулятор пластиналарын өңдеуде, электрондық материалдар мен арнайы жабындарда қолданылады.
Биологиялық маңызы және метаболизмі
Стеарин қышқылы — адам мен жануарлар организміндегі қалыпты май қышқылдарының бірі. Ол тағаммен түседі немесе жасушада басқа май қышқылдарынан синтезделеді.
Биосинтез кезінде пальмитил-КоА екі көміртек атомына ұзартылып, стеарил-КоА түзіледі. Реакцияға малонил-КоА және май қышқылдарын ұзартатын элонгаза ферменттері қатысады.
Стеарин қышқылы мембраналық фосфолипидтердің, триацилглицериндердің, сфинголипидтердің және холестерин эфирлерінің құрамына ене алады.
Стеароил-КоА-десатураза ферменті молекуланың 9-көміртек аймағында қос байланыс түзіп, стеарин қышқылын олеин қышқылына айналдырады:
Энергетикалық алмасуда стеарин қышқылы β-тотығу арқылы ацетил-КоА молекулаларына дейін ыдырайды. Тізбекте 18 көміртек атомы болғандықтан, толық β-тотығу нәтижесінде тоғыз ацетил-КоА түзіледі.
Тағамдық стеарин қышқылы қаныққан май қышқылы болғанымен, оның қан липопротеиндеріне ықпалы пальмитин және миристин қышқылдарының әсерінен өзгеше болуы мүмкін. Бұл айырмашылық оның олеин қышқылына айналуына, ішекте сіңу ерекшеліктеріне және холестерин эфирлеріне қосылуына байланысты деп қарастырылады. Дегенмен тағамның денсаулыққа әсері жеке қышқылға ғана емес, тағамдық майдың жалпы құрамына, мөлшеріне және адамның зат алмасуына тәуелді.
Қауіпсіздігі
Таза стеарин қышқылы әдетте жедел уыттылығы төмен зат ретінде бағаланады. OECD деректерінде егеуқұйрықтарға ішке енгізгендегі LD50 мәні 5000 мг/кг дене салмағынан жоғары болған зерттеулер келтірілген.
Ұнтақ немесе балқыған өніммен жұмыс істеу кезінде шаңның көзге және тыныс жолдарына түсуіне жол бермеу, балқыған қышқылдан термиялық күйік қаупін ескеру, қыздыру жабдығын желдету, ашық от пен күшті тотықтырғыштардан оқшау сақтау, қорғаныш көзілдірігі мен қолғап пайдалану ұсынылады.
Кейбір қауіпсіздік паспорттарында теріні тітіркендіру мүмкіндігі көрсетіледі, ал басқа жіктемелерде зат қауіпті қоспа ретінде жіктелмейді. Айырмашылықтар өнім тазалығына, бөлшек өлшеміне және қолданылған жіктеу жүйесіне байланысты болуы мүмкін.
Өрт қауіпсіздігі
Стеарин қышқылы оңай тұтанатын сұйықтыққа жатпайды, бірақ жанғыш органикалық зат. Ұнтақ түрінде ауада жанғыш шаң қоспасы түзілуі ықтимал. Тұтану температурасы әдебиеттерде шамамен 196–205 °C, өздігінен тұтану температурасы шамамен 395 °C деп көрсетіледі.
Өрт кезінде көмірқышқыл газы, көміртек(II) оксиді және тітіркендіргіш органикалық ыдырау өнімдері түзілуі мүмкін.
Қоршаған ортадағы қасиеттері
Стеарин қышқылы табиғи липидтердің құрамдас бөлігі болғандықтан микроорганизмдермен биологиялық ыдырауға қабілетті. Оның суда ерігіштігі өте төмен және органикалық фазаға жоғары бейімділік көрсетеді. Топырақта немесе су қоймасында ол бөлшектер мен органикалық заттарға адсорбциялануы мүмкін.
Қалыпты өндірістік жағдайда қоршаған ортаға түсетін негізгі жүктеме стеарин қышқылының өзінен гөрі май өндірісінің қышқылды ағынды суларынан, сульфаттар мен басқа минералдық тұздардан, пайдаланылған гидрлеу катализаторларынан, майлы шламдардан, түссіздендіргіш сорбенттерден туындауы мүмкін.
Соапстоктарды қайта өңдеу, глицеринді бөлу, суды айналымға қайтару және катализаторды бірнеше рет пайдалану өндірістің қалдық мөлшерін төмендетеді.
Талдау және сәйкестендіру
Стеарин қышқылын анықтау және сапасын бақылау үшін газдық хроматография, газдық хроматография–масс-спектрометрия, жоғары тиімді сұйықтық хроматографиясы, инфрақызыл спектроскопия, ядролық магниттік резонанс (ЯМР), дифференциалдық сканерлеуші калориметрия, қышқылдық санын титрлеу, йод санын анықтау, сабындану санын анықтау қолданылады.
Газдық хроматография алдында май қышқылдары көбіне ұшқыш метил эфирлеріне айналдырылады.
Инфрақызыл спектрінде:
- карбонил тобының C=O тербелісі шамамен 1700 см−1;
- карбон қышқылының кең O–H жолағы шамамен 2500–3300 см−1;
- метилен топтарының C–H тербелістері шамамен 2850 және 2920 см−1
аймақтарында байқалады.
Стандарттау
Техникалық стеарин қышқылына бұрынғы КСРО және ТМД елдерінде ГОСТ 6484-96 талаптары қолданылған. Стандарт өнімнің маркаларын, май-қышқылдық құрамын, қату температурасын, қышқылдық және йод сандарын, ылғал, күл және сабынданбайтын заттар мөлшерін анықтау әдістерін белгілейді.
Фармацевтикалық стеарин қышқылы Еуропалық фармакопея, АҚШ фармакопеясы және бірқатар ұлттық фармакопеялардың монографияларында сипатталған. Фармакопеялық өнім техникалық стеариннен тазалығы, сәйкестендіру әдістері және қоспаларға қойылатын шектеулерімен ерекшеленеді.
Тағы қараңыз
- Май қышқылдары
- Карбон қышқылдары
- Пальмитин қышқылы
- Олеин қышқылы
- Линол қышқылы
- Стеарин
- Тристеарин
- Натрий стеараты
- Магний стеараты
- Кальций стеараты
- Мырыш стеараты
- Сабындану
- Гидрлеу
- Соапсток
- Алфавит бойынша химиялық заттар
- Карбон қышқылдары
- Косметикалық заттар
- Фармацевтикалық қосымша заттар
- Сабындар