اسید استئاریک، که اغلب نادیده گرفته میشود، یک اسید چرب اشباع است که در بسیاری از محصولاتی که روزانه استفاده میکنیم، بیصدا نقش داشته است. تطبیق پذیری و خواص منحصر به فرد اسید استئاریک، آن را به یک عنصر ضروری در صنایع مختلف تبدیل کرده است. در echemicals.ir ما به خواص پیچیده فیزیکوشیمیایی، روشهای سنتز و کاربردهای چندوجهی این موجودیت شیمیایی ضروری میپردازیم.
اسید استئاریک چیست؟
اسید استئاریک با فرمول شیمیایی C18H36O2 یک اسید چرب اشباع است که عمدتاً در چربی های حیوانی و گیاهی یافت می شود. اسید استئاریک معمولاً از چربی های حیوانی مانند پیه گاو یا گوسفند و یا روغن هایی مانند روغن نخل و روغن نارگیل به دست می آید. نام آن از کلمه یونانی “stear” گرفته شده است که به معنای پیه، ماده ای غنی از اسید استئاریک است. این اسید چرب به دلیل خواص فیزیکی و شیمیایی منحصر به فرد خود در صنایع مختلف کاربرد فراوانی دارد.
خصوصیات فیزیکی
- وزن مولکولی: 284.48 گرم بر مول
- ظاهر: سفید، جامد مومی شکل در دمای اتاق.
- نقطه ذوب: تقریباً 69.6 درجه سانتیگراد (157.3 درجه فارنهایت).
- نقطه جوش: تقریباً 361 درجه سانتیگراد (682 درجه فارنهایت) در فشار اتمسفر.
- چگالی: حدود 0.941 g/cm³ در 20 درجه سانتی گراد.
- حلالیت: نامحلول در آب اما محلول در حلال های آلی مانند اتانول، کلروفرم و اتر.
- بو: وقتی خالص باشد بی بو است.
خصوصیات شیمیایی
- ساختار شیمیایی: CH3(CH2)16COOH
- نام IUPAC: اکتادکانوئیک اسید.
- واکنش پذیری: اسید استئاریک در شرایط عادی نسبتاً غیر واکنش پذیر است. با این حال، می تواند با بازها واکنش داده و نمک هایی به نام استئارات را تشکیل دهد.
- اکسیداسیون: در صورت قرار گرفتن در معرض عوامل اکسید کننده قوی، اسید استئاریک را می توان برای تولید پراکسید اسید استئاریک اکسید کرد.
- استریفیکاسیون: اسید استئاریک می تواند در حضور کاتالیزور اسیدی با الکل ها واکنش داده و استرها را تولید کند.
- هیدروژناسیون: تحت شرایط خاص، اسید استئاریک را می توان برای تولید الکل استئاریک هیدروژنه کرد.
خرید و قیمت اسید استئاریک
اسید استئاریک به صورت جامد موجود است. اسید استئاریک کاربرد های فراوانی در تولید شمع و صابون و … دارد. جهت خرید اسید استئاریک KLK مالزی با بهترین قیمت می توانید با شرکت فروش مواد شیمیایی echemicals.ir تماس برقرار نموده و با همکاری متخصصین این شرکت خریدی ایده آل را تجربه نمایید. شرکت echemicals.ir مواد شیمیایی مانند مونومر وینیل استات و اسید استئاریک را به تمام نقاط ایران ارائه می دهد.
تاریخچه ی اسید استئاریک
قبل از ظهور شیمی مدرن، اسید استئاریک، به شکل ابتدایی خود، در فرهنگ های مختلف مورد استفاده قرار می گرفت. تمدن های باستانی، به ویژه در مناطقی مانند مصر و یونان، از پیه در شمع سازی و لوازم آرایشی ابتدایی استفاده می کردند. با این حال، شناسایی و جداسازی خاص اسید استئاریک به عنوان یک موجودیت متمایز از سایر اسیدهای چرب موجود در پیه تا مدت ها بعد به دست نیامد.
قرن 18 و 19 دوره ای از پیشرفت سریع در شیمی آلی بود. در این دوره شورول از طریق کار گسترده خود بر روی فرآیند صابون سازی (صابون سازی) توانست اسیدهای چرب مختلف از جمله اسید استئاریک را جدا و شناسایی کند. تحقیقات دقیق او پایه و اساس درک چربی ها به عنوان استرهای گلیسرول و اسیدهای چرب را ایجاد کرد.
پس از کارهای پیشگامانه شورول، نیمه دوم قرن نوزدهم، ساختار شیمیایی اسید استئاریک بیشتر توضیح داده شد. با توسعه تکنیک های ابزاری، مانند اشکال اولیه طیف سنجی، ساختار مولکولی اسید استئاریک، یک زنجیره 18 کربنی با یک گروه اسید کربوکسیلیک انتهایی، تایید شد.
فرایند تولید اسید استئاریک
گام اساسی در استخراج اسید استئاریک، هیدرولیز تری گلیسیریدهای موجود در مواد خام است.
واکنش با قلیایی: تری گلیسیریدها استرهایی هستند که از گلیسرول و اسیدهای چرب به دست می آیند. هنگامی که با یک قلیایی قوی مانند هیدروکسید سدیم (NaOH) تحت هیدرولیز قرار می گیرند، گلیسرول و نمک های فلزی مربوط به اسیدهای چرب (صابون) تولید می شود.
RCOOCH2CH2CH2OOCR′+3NaOH→CH2OH−CHOH−CH2OH+2RCOONa+R′COONa
واکنش با اسید معدنی: صابون با یک اسید معدنی قوی، به طور معمول اسید سولفوریک (H2SO4) درمان می شود. این منجر به آزادسازی اسیدهای چرب آزاد و تشکیل نمک های معدنی می شود.
2RCOONa+H2SO4→2RCOOH+Na2SO4
اصل جداسازی: اسیدهای چرب مختلف نقطه جوش منحصر به فردی دارند. با کنترل دقیق دما، اسید استئاریک را می توان از مخلوط در حین تبخیر شدن جدا کرد و سپس در نقطه جوش خاص خود متراکم شد.
اصل حلالیت: اسید استئاریک در یک حلال در دمای بالا حل می شود. با سرد شدن، حلالیت آن کاهش می یابد و منجر به تشکیل کریستال می شود.
جداسازی: اسید استئاریک متبلور شده معمولاً با استفاده از فیلتراسیون از حلال جدا می شود.
هیدروژنه کردن: اگر منبع حاوی اسیدهای چرب غیراشباع باشد، هیدروژناسیون ممکن است برای اشباع هر پیوند دوگانه به کار گرفته شود و از یک محصول ثابت اطمینان حاصل شود.
حلال های اسید استئایک
اسید استئاریک (C18H36O2) یک اسید چرب اشباع با زنجیره بلند است که به دلیل زنجیره هیدروکربنی غیرقطبی و گروه اسید کربوکسیلیک قطبی، ویژگی های حلالیت خاصی را نشان می دهد.
حلال های آلی غیر قطبی
با توجه به ماهیت غیر قطبی غالب اسید استئاریک، حلال های غیرقطبی به طور کلی در حل کردن آن موثر هستند.
- هگزان: یک آلکان با زنجیره مستقیم، هگزان به دلیل ویژگی های غیرقطبی آن، حلالیت عالی برای اسید استئاریک ارائه می دهد.
- تولوئن: این هیدروکربن آروماتیک با حلقه بنزن غیر قطبی خود به عنوان حلال مناسب برای اسید استئاریک عمل می کند.
- دی اتیل اتر: اگرچه دارای پیوندهای اتر قطبی است، غیرقطبی بودن کلی دی اتیل اتر آن را به حلال مناسبی برای اسید استئاریک تبدیل می کند.
حلال های قطبی آپروتیک
در حالی که اسید استئاریک اساساً غیرقطبی است، گروه اسید کربوکسیلیک آن میتواند با حلالهای آپروتیک قطبی تعامل داشته باشد و منجر به حلالیت معقول شود.
- دی کلرومتان (DCM): DCM با پیوندهای قطبی کربن و کلر خود، می تواند اسید استئاریک را حل کند، به ویژه هنگامی که در ترکیب با حلال های دیگر یا در دمای بالا استفاده می شود.
- دی متیل سولفوکسید (DMSO): قطبیت قوی DMSO به آن اجازه می دهد تا با گروه کربوکسیلیک اسید اسید استئاریک تعامل داشته باشد و انحلال را تسهیل کند.
حلال های قطبی پروتیک
در حالی که اسید استئاریک در بسیاری از حلالهای پروتیک قطبی به دلیل زنجیره طولانی غیرقطبی آن به قدری محلول است، حلالهای خاصی هنوز میتوانند تحت شرایط خاص به انحلال برسند.
- اتانول: در دماهای بالا، اتانول می تواند اسید استئاریک را حل کند، به ویژه هنگامی که در ترکیب با حلال های دیگر استفاده شود.
حلال های چرب
با توجه به شباهت ساختاری، برخی از مواد چرب می توانند به عنوان حلال برای اسید استئاریک عمل کنند.
- روغن ها (به عنوان مثال، روغن زیتون، روغن کرچک): این مواد غنی از تری گلیسیرید می توانند اسید استئاریک را، به ویژه هنگامی که حرارت می دهند، به دلیل شباهت در زنجیره های آبگریز خود حل کنند.
کاربرد های اسید استئاریک
اسید استئاریک، یک اسید چرب با زنجیره بلند اشباع شده، به دلیل خواص فیزیکوشیمیایی منحصربفردش، در صنایع بی شماری استفاده می شود. زنجیره هیدروکربنی آبگریز آن همراه با گروه اسید کربوکسیلیک قطبی به آن تطبیق پذیری می بخشد که در کاربردهای مختلف مورد استفاده قرار میگیرد. در ادامه به توضیح کامل این کاربرد های می پردازیم:
کاربرد اسید استئاریک در تولید لاستیک
اسید استئاریک به عنوان یک فعال کننده در فرآیند ولکانیزاسیون لاستیک، به ویژه در حضور گوگرد و اکسید روی استفاده می شود. در طی ولکانیزاسیون، اسید استئاریک با واکنش با اکسید روی، تشکیل استئارات روی را تسهیل می کند. این مجموعه به عنوان یک فعال کننده عمل می کند و کارایی گوگرد را در ایجاد پیوندهای عرضی بین زنجیره های پلیمری لاستیکی افزایش می دهد. نتیجه یک ماده لاستیکی با قابلیت ارتجاعی، انعطاف پذیری و دوام بهبود یافته است.
زنجیره هیدروکربنی طولانی اسید استئاریک بین زنجیره های پلیمری لاستیکی قرار می گیرد و باعث کاهش نیروهای بین مولکولی و افزایش انعطاف پذیری لاستیک می شود. این منجر به یک ترکیب لاستیکی می شود که پردازش و قالب گیری آسان تر است. همچنین ماهیت آمفیفیلیک اسید استئاریک، با دم آبگریز و سر آبدوست، به آن اجازه میدهد تا هم با ماتریکس لاستیکی آبگریز و هم با سطوح پرکننده قطبی تعامل داشته باشد. این امر توزیع یکنواخت پرکننده ها را تسهیل می کند و از خواص مکانیکی ثابت در محصول لاستیکی نهایی اطمینان حاصل می کند.
کاربرد اسید استئاریک در تولید محصولات غذایی
ماهیت آمفیفیلیک اسید استئاریک به آن اجازه میدهد تا خود را در سطح مشترک روغن و آب در امولسیونها قرار دهد، کشش سطحی را کاهش داده و از ادغام قطرات پراکنده جلوگیری میکند. این محصول پایدار و همگن را تضمین می کند که برای مواردی مانند سس های سالاد، خامه ها و نوشیدنی های خاص حیاتی است. اسید استئاریک به عنوان یک اسید چرب اشباع، ذاتاً در برابر اکسیداسیون مقاوم است. هنگامی که در محصولات غذایی گنجانده می شود، می تواند اکسیداسیون سایر اجزای حساس را کاهش دهد، در نتیجه باعث کاهش ترشیدگی و حفظ کیفیت محصول در طول زمان می شود. همچنین خاصیت چسبندگی اسید استئاریک به آن اجازه می دهد تا مواد را به یکدیگر متصل کند و یکپارچگی محصول را تضمین کند. به عنوان یک پوشش، یک لایه محافظ ایجاد می کند، ظاهر محصول را بهبود می بخشد و از جذب رطوبت جلوگیری می کند.
کاربرد اسید استئاریک در صابون سازی
اسید استئاریک، هنگامی که با یک باز قوی مانند هیدروکسید سدیم (NaOH) یا هیدروکسید پتاسیم (KOH) درمان می شود، تحت یک واکنش شیمیایی به نام صابون سازی قرار می گیرد. این منجر به تشکیل نمکی می شود که معمولاً به آن صابون می گویند.
صابون های مشتق شده از اسید استئاریک مشخصاً سخت و ماندگار هستند. ماهیت کریستالی اسید استئاریک به تولید یک صابون متراکم و جامد کمک می کند که در برابر انحلال سریع در آب مقاومت می کند. اسید استئاریک بافتی صاف و کرمی به صابون ها می بخشد و خاصیت لمسی آن ها را افزایش می دهد. این باعث ایجاد صابونی می شود که بر روی پوست احساس لوکس و مرطوب کننده می کند. به دلیل داشتن زنجیره هیدروکربنی طولانی، اسید استئاریک نقطه ذوب نسبتا بالایی دارد. هنگامی که در صابون گنجانده می شود، این ویژگی تضمین می کند که صابون جامد باقی می ماند و شکل خود را در دمای بالا حفظ می کند.
کاربرد اسید استئاریک در پزشکی و داروسازی
با تغییر ماتریس فرمول دارو، اسید استئاریک می تواند بر سرعت انحلال API تأثیر بگذارد. این را می توان برای دستیابی به رهایش پایدار یا کنترل شده دارو، تضمین اثرات درمانی طولانی مدت و کاهش فرکانس دوز مهار کرد. اسید استئاریک می تواند ماتریکس لیپیدی لایه شاخی پوست، خارجی ترین لایه پوست را تعدیل کند، نفوذپذیری را افزایش داده و انتشار دارو را از طریق سد پوستی تسهیل می کند. همچنین قوام و ویژگی های نقطه ذوب آن، آن را برای دارورسانی مقعدی یا واژینال مناسب می کند. پس از قرار دادن، شیاف ذوب یا حل می شود و داروی ترکیب شده را برای اثر موضعی یا سیستمیک آزاد می کند.
کاربرد اسید استئاریک در شمع سازی
افزایش نقطه ذوب: هنگامی که اسید استئاریک به موم پارافین (یک ماده پایه رایج برای شمع) اضافه می شود، نقطه ذوب مخلوط حاصل را افزایش می دهد. این تضمین می کند که شمع جامد باقی می ماند و شکل خود را در دمای بالا حفظ می کند و از تغییر شکل نامطلوب جلوگیری می کند.
افزایش شفافیت: افزودن اسید استئاریک ظاهر مات تری به شمع ها می بخشد. این امر به ویژه در زمینه های زیبایی شناختی خاصی که ظاهر شفاف یا شفاف ترجیح داده نمی شود، مطلوب است.
بهبود ویژگی های سوختن: اسید استئاریک به عنوان یک عامل سخت کننده عمل می کند و استحکام شمع را افزایش می دهد. این باعث کاهش سرعت سوختن می شود و طول عمر شمع را افزایش می دهد. علاوه بر این، سوختگی پایدارتر و یکنواخت را تضمین می کند و احتمال تونل زدن را کاهش می دهد (جایی که وسط شمع ذوب می شود و پوسته بیرونی دست نخورده باقی می ماند).
آزادسازی قالب تقویت شده: برای شمع هایی که در قالب ریخته می شوند، اسید استئاریک به عنوان یک عامل آزاد کننده عمل می کند. این تضمین می کند که پس از جامد شدن موم، می توان آن را به راحتی بدون چسبیدن به سطح قالب جدا کرد و یکپارچگی و زیبایی طراحی شمع را حفظ کرد.
افزایش ماندگاری روغن معطر: در شمع های معطر، اسید استئاریک می تواند ماندگاری روغن های معطر را افزایش دهد. با افزایش سازگاری بین موم و روغن، اسید استئاریک توزیع یکنواختتر رایحه را تضمین میکند و منجر به پخش بوی ثابت در هنگام سوختن میشود.
کاربرد اسید استئاریک در صنعت نساجی
عامل نرم کننده: اسید استئاریک به عنوان یک عامل نرم کننده در تکمیل پارچه عمل می کند. هنگامی که روی الیاف اعمال می شود، احساس نرمی به دست می دهد و خواص لمسی پارچه را افزایش می دهد. این امر به ویژه برای منسوجات در نظر گرفته شده برای پوشاک یا اثاثیه منزل که راحتی در آنها اهمیت دارد بسیار مفید است.
عامل تثبیت کننده: در فرآیندهای رنگرزی، اسید استئاریک می تواند به عنوان یک عامل تثبیت کننده عمل کند. این اطمینان را ایجاد می کند که رنگ ها و رنگدانه ها به طور یکنواخت توزیع شده و تجمع نمی یابند و منجر به رنگ یکنواخت پارچه می شود.
عامل امولسیون کننده: بسیاری از درمان های نساجی شامل استفاده از محلول های آبی حاوی مواد آبگریز است. اسید استئاریک با سر آبدوست و دم آبگریز خود می تواند به عنوان یک عامل امولسیون کننده عمل کند و تشکیل امولسیون های پایدار را تسهیل کند. این برای حصول اطمینان از اعمال یکنواخت درمان در سطح زیرلایه نساجی بسیار مهم است.
آب گریزی: اسید استئاریک را می توان در درمان هایی برای ایجاد آب گریزی به منسوجات استفاده کرد. هنگامی که روی پارچه اعمال می شود، زنجیره های طولانی آبگریز اسید استئاریک روی سطح قرار می گیرند و مانعی ایجاد می کنند که آب را دفع می کند.
نرم کننده در الیاف مصنوعی: برای برخی از الیاف مصنوعی، اسید استئاریک می تواند به عنوان یک نرم کننده عمل کند. انعطاف پذیری و انعطاف الیاف را افزایش می دهد و باعث می شود که آنها کمتر شکننده و سازگارتر با کاربردهای مختلف نساجی باشند.
عامل حامل: در برخی از فرآیندهای رنگرزی در دمای بالا، اسید استئاریک می تواند به عنوان یک عامل حامل عمل کند و سرعت جذب رنگ توسط الیاف مصنوعی، به ویژه پلی استر را افزایش دهد.
از دیدگاه مولکولی، ماهیت آمفیفیلیک اسید استئاریک (دارای هر دو منطقه آبدوست و آبگریز) به آن اجازه میدهد تا به طور موثر با مواد قطبی و غیر قطبی تعامل داشته باشد. این تمایل دوگانه برای نقشهای متنوع آن در صنعت نساجی، از امولسیونسازی تا درمانهای سطحی، حیاتی است.
خطرات اسید استئاریک
- اختلال در دستگاه گوارش: مصرف مقادیر زیاد اسید استئاریک می تواند منجر به اختلالات گوارشی شود. علائم ممکن است شامل تهوع، استفراغ و اسهال باشد. این مشکل به دلیل ناتوانی بدن در متابولیسم مؤثر مقادیر بیش از حد این اسید چرب در یک بازه زمانی کوتاه است.
- تحریک پوست: در حالی که اسید استئاریک معمولاً در لوازم آرایشی و محصولات مراقبت از پوست بدون مشکل برای اکثر افراد استفاده می شود، پتانسیل تحریک پوست یا واکنش های آلرژیک در افراد حساس وجود دارد. علائم ممکن است به صورت قرمزی، خارش یا کهیر ظاهر شوند.
- نگرانی های تنفسی: استنشاق ذرات اسید استئاریک، مانند محیط های تولیدی، می تواند منجر به تحریک تنفسی شود. قرار گرفتن در معرض طولانی مدت ممکن است منجر به علائمی مانند سرفه، تنگی نفس یا حتی دیسترس تنفسی شدیدتر شود.
- تحریک چشم: تماس مستقیم اسید استئاریک با چشم ها می تواند باعث تحریک شود. علائم ممکن است شامل قرمزی، احساس سوزش و پارگی باشد. بسیار مهم است که پس از دست زدن به اسید استئاریک بدون شستن دست مناسب از دست زدن به چشم ها خودداری کنید.
- پتانسیل آترواسکلروز: در حالی که اسید استئاریک اغلب به عنوان تأثیر خنثی بر سطح کلسترول خون ذکر می شود، به ویژه در مقایسه با سایر اسیدهای چرب اشباع با زنجیره بلند، تحقیقات مداومی در مورد اثرات طولانی مدت چربی های اشباع بر سلامت قلب و عروق وجود دارد. مصرف بیش از حد هر نوع چربی اشباع شده، از جمله اسید استئاریک، ممکن است به آترواسکلروز کمک کند، وضعیتی که در آن رسوبات چربی در شریانها تجمع مییابد و خطر بیماری قلبی را افزایش میدهد.
از نقطه نظر بیوشیمیایی، اسید استئاریک در بدن انسان متابولیسم می شود و از طریق عمل آنزیمی استئاروئیل-CoA دساتوراز-1 (SCD1) به اسید اولئیک تبدیل می شود. این تبدیل یک مکانیسم محافظتی است، زیرا اسید اولئیک، یک چربی تک غیراشباع، مشخصات متابولیکی مطلوب تری دارد. با این حال، غلبه بر این مسیر متابولیک با مصرف بیش از حد اسید استئاریک می تواند منجر به عدم تعادل شود.
سخن پایانی
اسید استئاریک یک اسید چرب اشباع با زنجیره بلند است که معمولا در چربی های حیوانی و گیاهی مانند گوشت گاو، کره کاکائو و روغن نخل یافت می شود. از لحاظ تاریخی در تولید شمع، صابون و لوازم آرایشی استفاده میشود، اما امروزه کاربردهای آن در صنایع مختلف، از جمله مواد غذایی و تولید، گسترده شده است. از نظر شیمیایی، با فرمول C18H36O2 نشان داده می شود و به دلیل حالت مومی و جامد خود در دمای اتاق شناخته می شود. در حالی که فواید زیادی دارد، از جمله عدم افزایش سطح کلسترول مانند سایر چربی های اشباع شده، به دلیل نگرانی های بالقوه محیطی و بهداشتی، تهیه و مصرف مسئولانه آن ضروری است.
نقد و بررسیها
هنوز بررسیای ثبت نشده است.