Моностеарат глицерина (CAS 31566-31-1): свойства и применение

Моностеарат глицерина — это моноэфир, получаемый путём частичной эфирификации глицерина стеариновой кислотой. Благодаря своей амфипатичной природе, вещество сочетает в себе липофильные свойства длительной жирной цепи и гидрофильные характеристики свободных гидроксильных групп глицерина.

1. Химическая реакция синтеза

При синтезе моностеарата глицерина происходит реакция этерификации, в ходе которой одна из трёх гидроксильных групп глицерина реагирует со стеариновой кислотой с образованием эфира и водой. Реакция протекает в присутствии кислотного катализатора и может быть представлена следующим уравнением:

Это уравнение отражает, что одна молекула глицерина (с тремя гидроксильными группами) реагирует с одной молекулой стеариновой кислоты, приводя к образованию моностеарата глицерина (с одной стеариновой группой, присоединённой к глицерину) и молекулы воды.

2. Структурная характеристика

2.1. Молекулярное строение

Моностеарат глицерина имеет следующую структурную особенность:

• Липофильный фрагмент: Длинная углеводородная цепь стеариновой кислоты (C₁₈), которая обеспечивает гидрофобные свойства.
• Гидрофильный фрагмент: Остаток глицерина с двумя свободными гидроксильными группами, отвечающими за водорастворимость и эмульгирующие свойства.

Общая молекулярная формула вещества:

2.2. Амфипатичность

Благодаря комбинации липофильного и гидрофильного фрагментов, моностеарат глицерина обладает эмульгирующими свойствами — он способен снижать поверхностное натяжение и стабилизировать эмульсии, соединяя водную и масляную фазы.

3. Физико-химические свойства

• Внешний вид: Обычно представляется в виде белого или кремового порошка, иногда – воскообразного материала.
• Температура плавления: Обычно лежит в диапазоне 58–65 °C, что позволяет применять его в системах с контролируемыми температурными условиями.
• Растворимость: Моностеарат глицерина плохо растворим в чистой воде, однако легко диспергируется в смесях, содержащих и водные, и масляные компоненты, что является ключевым свойством для эмульгаторов.

4. Области применения

4.1. Пищевая промышленность

• Эмульгатор: Под обозначением Е471, моностеарат глицерина используется для стабилизации эмульсий в мороженом, кремах, маргаринах и других продуктах.
• Текстуратор: Способствует созданию однородной текстуры продуктов, улучшая их органолептические свойства.

4.2. Косметическая промышленность

• Стабилизатор эмульсий: Применяется в косметических кремах, лосьонах и макияже для получения стабильных смесей водной и масляной фаз.
• Смягчающее средство: Улучшает тактильные характеристики средств ухода за кожей.

4.3. Фармацевтическая промышленность

• Носитель активных веществ: Используется в эмульсионных лекарственных формах для равномерного распределения и длительного высвобождения лекарственных компонентов.
• Связующее вещество: Применяется для улучшения текстурных свойств таблеток и капсул.

5. Заключение

Моностеарат глицерина (CAS 31566-31-1) представляет собой важное соединение, получаемое в результате частичной эферификации глицерина со стеариновой кислотой. Его эмульгирующие и стабилизирующие свойства, продиктованные амфипатичной природой, находят широкое применение в пищевой, косметической и фармацевтической промышленности. Использование контрольных условий синтеза, подтверждённой химической реакции и тщательного анализа свойств позволяет создавать продукты с улучшенными характеристиками и стабильностью.