الغليسرول

أ ب ت ث ج ح خ د ذ ر ز س ش ص ض ط ظ ع غ ف ق ك ل م ن هـ و ي

الغليسرول

غليسرول

Glycerol - Glycérol

الغليسرول

الغليسرول C₃H₈O₃ glycerol مركب ثلاثي الوظيفة الغولية C₃H₅(OH)₃ ويدعى حسب قواعد تسمية المركبات العضوية 1و2و3- بروبان تريول، أما الغليسرين glycerin فهو منتج تجاري مكوَّن من الغليسرول وكمية صغيرة من الماء.

حُضّر أول مرة عام 1778 من قبل شيله Scheele[ر] 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 غليسروس glyceros التي تعني المذاق الحلو.

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

طرائق التصنيع

استحضر الغليسرول، 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 الغليسرول 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 وغليسرول وفق المعادلة:

يبلغ تركيز الغليسرول 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 الغليسرول بنسبة 10-25%، وماء وأملاح الصوديوم وشوائب أخرى من مواد عضوية غير غليسريدية مثل الشموع. ويحصل على الغليسرول نقياً بتقطير المحلول الناتج.

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

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

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

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

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

الخواص الفيزيائية والكيمياوية

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

المركبات المهمة المشتقة من الغليسرول

ـ يستخدم الغليسرول 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.

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

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

ـ يستخدم الغليسرول أيضاً حتى اليوم في تصنيع ثلاثي نترو الغليسرول C₃H₅(NO₃)₃ للحصول على الديناميت وهو أقدم استخدام للغليسرول. ويحصل على النترو غليسرين بتفاعل الغليسرول 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 غليسرين 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 غليسرين 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، وتلك الناتجة من تفجير حجم معين منه تعادل 13 ضعفاً ما ينتج من تفجير حجم مماثل من مسحوق البارود. ويستعمل النترو غليسيرين في الطب عاملاً موسِّعاً للأوعية الدموية.

فرانسوا قره بيت

الموضوعات ذات الصلة:

الدهون ـ الراتنج ـ الغول.

مراجع للاستزادة:

ـ موريسون روبرت ثورنتون وبويْد روبرت نيلسون، الكيمياء العضوية، ترجمة لفيف من أساتذة كليات العلوم في الجامعات السورية (المركز العربي للتعريب والترجمة والتأليف والنشر، دمشق 2000).

- Bailey’s Industrial Oil & Fat Products, Fifth edition (John Wiley & Sons, Inc.1996).

- K. WEISSERMEL & H.-J. ARPE , Industrial Organic Chemistry, Second edition (VCH.1993).