Что такое этоксилирование?

Этоксилирование - это химический процесс, используемый в промышленности для создания поверхностно-активных веществ, которые представляют собой соединения, снижающие поверхностное натяжение жидкостей. Процесс этоксилирования включает добавление этиленоксида к спирту или фенолу для получения продуктов. Многие продукты, полученные этоксилированием, имеют коммерческое применение, а некоторые используются в биохимии и медицине. Хотя большинство поверхностно-активных веществ могут широко использоваться, другие опасны для человека и окружающей среды, а в некоторых странах их использование ограничено.

Соединения, которые обычно этоксилированы, включают нонилфенол, амины, жирные кислоты и жирные спирты. Катализатор, такой как гидроксид калия, обычно должен добавляться вместе с этиленоксидом для ускорения реакции этоксилирования. Некоторые соединения, такие как молочная кислота и 12-гидроксистеариновая кислота, могут быть этоксилированы без катализатора.

На промышленных предприятиях этоксилирование может включать стадию предварительной обработки, на которой удаляют воду для предотвращения образования посторонних соединений, и стадию последующей обработки, на которой катализатор нейтрализуют и удаляют. Различные стадии реакции могут проходить в разных сосудах или в одном большом реакторе. Дизайн реакции зависит от эффективности. Промышленные химики часто непосредственно контролируют процесс этоксилирования и вносят изменения для повышения производительности.

Продукты этоксилирования известны как этоксилированные материалы или поверхностно-активные вещества. Это органические соединения, которые содержат как гидрофильные (водоотталкивающие), так и гидрофобные (водоотталкивающие) группы. Поверхностно-активные вещества изменяют поверхностные свойства жидкостей, потому что их структура заставляет их мигрировать к границе раздела жидкости. Например, в воде поверхностно-активные вещества будут мигрировать к границе воздух-вода, но в смеси вода-нефть поверхностно-активные вещества будут мигрировать к границе нефть-вода. Термин поверхностно-активное вещество является сокращенной версией термина поверхностно-активный агент , отражающий это поведение.

Поверхностно-активные вещества можно найти в моющих средствах, шампунях, красках, чернилах, пестицидах и многих других коммерческих продуктах. Они обычно используются в качестве эмульгаторов, вызывая смешивание не смешиваемых жидкостей или в качестве пенообразователей и чистящих средств. Некоторые поверхностно-активные вещества имеют биохимическое применение и используются для извлечения белков из клеток или для растворимости белков в растворе.

Конкретный тип этоксилирования, известный как пегилирование, используется в медицине для стимулирования доставки лекарств в организме. При пегилировании цепи полиэтиленгликоля присоединяются к терапевтическому белку или лекарственному средству. Это препятствует тому, чтобы иммунная система организма узнала и атаковала лекарство или белок, а также позволяет растворимым в воде лекарствам, обычно не растворимым в воде.

Некоторые этоксилированные материалы могут быть опасными и в настоящее время регулируются некоторыми государственными органами. Этоксилаты нонилфенола (NPE), которые используются в пестицидах, промышленных моющих средствах и некоторых бытовых чистящих средствах, могут проникать в грунтовые воды и почву через канализационную систему. NPE оказывают токсическое воздействие на водную флору и фауну, а также вызывают репродуктивные проблемы у животных. Обеспокоенность по поводу возможности того, что НКО могут мигрировать через сельскохозяйственные угодья в пищу для людей, привела к тому, что их использование было ограничено в нескольких странах.