Co je to ethoxylace?

Ethoxylace je chemický proces používaný v průmyslu k vytváření povrchově aktivních látek, což jsou sloučeniny, které snižují povrchové napětí kapalin. Proces ethoxylace zahrnuje přidání ethylenoxidu k alkoholu nebo fenolu za vzniku produktů. Mnoho produktů produkovaných ethoxylací má komerční využití a některé se používají v biochemii a medicíně. Zatímco většina povrchově aktivních látek může být široce používána, jiné jsou nebezpečné pro člověka a životní prostředí a v některých zemích je jejich použití omezené.

Mezi sloučeniny, které jsou běžně ethoxylované, patří nonylfenol, aminy, mastné kyseliny a mastné alkoholy. Katalyzátor, jako je hydroxid draselný, musí být obvykle přidán společně s ethylenoxidem, aby se urychlila ethoxylační reakce. Některé sloučeniny, jako je kyselina mléčná a kyselina 12-hydroxystearová, lze ethoxylovat bez katalyzátoru.

V průmyslových závodech může ethoxylace zahrnovat krok předúpravy, kde je odstraněna voda, aby se zabránilo tvorbě cizích sloučenin, a krok po ošetření, kde je katalyzátor neutralizován a odstraněn. Různé kroky reakce mohou probíhat v různých nádobách nebo v jednom velkém reaktoru. Návrh reakce závisí na účinnosti. Průmysloví chemici často přímo monitorují proces ethoxylace a provádějí modifikace ke zvýšení produktivity.

Produkty ethoxylace jsou známé jako ethoxylované materiály nebo povrchově aktivní látky. Jedná se o organické sloučeniny, které obsahují jak hydrofilní (vodu přitahující), tak hydrofobní (vodu odpuzující) skupiny. Povrchově aktivní látky mění povrchové vlastnosti kapalin, protože jejich struktura způsobuje jejich migraci na rozhraní kapaliny. Například ve vodě budou povrchově aktivní látky migrovat na hranici vzduch-voda, ale ve směsi olej-voda budou povrchově aktivní látky migrovat na hranici olej-voda. Termín povrchově aktivní látka je zkrácenou verzí pojmu povrchově aktivní látka , která odráží toto chování.

Povrchově aktivní látky lze nalézt v pracích prostředcích, šamponech, barvách, inkoustech, pesticidech a mnoha dalších komerčních produktech. Obvykle se používají jako emulgátory, které způsobují smíchání jinak nemísitelných kapalin, nebo jako pěnící činidla a čisticí prostředky. Některé povrchově aktivní látky mají biochemické aplikace a používají se k extrakci proteinů z buněk nebo k rozpuštění proteinů v roztoku.

Specifický typ ethoxylace, známý jako PEGylace, se v medicíně používá k podpoře dodávání léčiva do těla. Při PEGylaci jsou řetězce polyethylenglykolu připojeny k terapeutickému proteinu nebo léčivu. To zabraňuje imunitnímu systému těla rozpoznat a napadnout lék nebo protein a také umožňuje rozpustnost normálně nerozpustných léčiv ve vodě.

Některé ethoxylované materiály mohou být nebezpečné a v současné době jsou regulovány některými vládními agenturami. Nonylfenolethoxyláty (NPE), které se používají v pesticidech, průmyslových pracích prostředcích a některých domácích čisticích prostředcích, mohou do kanalizace pronikat do podzemních vod a půdy. NPE mají toxické účinky na vodní život a navíc způsobují reprodukční problémy u zvířat. Obava z možnosti, že NPE mohou migrovat přes zemědělskou půdu do lidské výživy, vedla k tomu, že jejich používání bylo v několika zemích omezené.